JP2003143614A - Drive method for solid-state imaging element and image pickup device - Google Patents

Drive method for solid-state imaging element and image pickup device

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JP2003143614A
JP2003143614A JP2001341147A JP2001341147A JP2003143614A JP 2003143614 A JP2003143614 A JP 2003143614A JP 2001341147 A JP2001341147 A JP 2001341147A JP 2001341147 A JP2001341147 A JP 2001341147A JP 2003143614 A JP2003143614 A JP 2003143614A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance the quality of a moving picture of an object at photographing, the pixels of which are interleaved by means of a single color CCD in common use for a still picture/moving picture and used for a digital camera. SOLUTION: All electric charges of red signals are first read to a vertical transfer line in two-color filter pixels on one longitudinal column along each vertical transfer line. Then while an electric charge read voltage is applied to an electric charge read electrode of a particular system in a plurality of systems of electric charge read electrodes, the electric charges are vertically transferred to sum the electric charges of pixels of the same color on the vertical transfer line. Further, electric charges of green signals are read to the vertical transfer line so as not to be mixed with the electric charges of the red signals, the vertical transfer and the selective electric charge reading are combined to sum the electric charges of the same color in the pixels on the vertical or horizontal transfer line. The frame rate can be enhanced in a simple configuration and the image quality of the moving picture can be improved.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、デジタル
カメラ、ムービーカメラなどの撮像装置に用いられる固
体撮像素子の駆動方法及び撮像装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for driving a solid-state image pickup device used in an image pickup apparatus such as a digital camera and a movie camera, and an image pickup apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、いわゆる電子スチルカメラやムー
ビーカメラなどの撮像装置において、従来の動画専用の
撮像素子に代わり、静止画・動画兼用の撮像素子が多く
用いられている。このような静止画・動画兼用の撮像素
子は、静止画像を極めて高精細に撮影する目的で、従来
の動画専用の撮像素子に較べて、画素数が著しく多く設
定されたいわゆる多画素撮像素子が用いられている。
2. Description of the Related Art Recently, in image pickup apparatuses such as so-called electronic still cameras and movie cameras, a still image / moving image pickup element is often used instead of a conventional moving image pickup element. Such a still image / moving image pickup device is a so-called multi-pixel image pickup device in which the number of pixels is set to be significantly larger than that of a conventional moving image-dedicated image pickup device for the purpose of capturing a still image with extremely high resolution. It is used.

【0003】そこで、このような多画素撮像素子で静止
画像を撮影すると、従来の動画専用の撮像素子で撮影し
た静止画像に較べて、非常に緻密で高品位の、例えばA
4サイズで印刷しても十分に鑑賞に堪えうる高画質画像
を得ることができる。反面、このような多画素撮像素子
でそのまま動画を撮影しようとすると、画素数が多すぎ
るため、動画を構成する1コマ分の画像の読み出しにか
かる時間が長くなり、滑らかな動画を得ることが難しく
なる。この点、撮像素子そのものの動作速度や撮像素子
の周辺回路の動作速度を高速化して対処する構成が考え
られるが、このような高速化は著しいコストの上昇を招
き、現実的ではない。
Therefore, when a still image is picked up by such a multi-pixel image pickup device, compared with a conventional still image picked up by a moving image pickup device, it is very precise and of high quality, for example, A.
It is possible to obtain a high-quality image that can be fully appreciated even when printed in 4 sizes. On the other hand, if an attempt is made to shoot a moving image as it is with such a multi-pixel image pickup device, the number of pixels is too large, so the time required to read the image for one frame constituting the moving image becomes long, and a smooth moving image can be obtained. It gets harder. In this respect, a configuration is conceivable in which the operating speed of the image pickup device itself and the operating speed of the peripheral circuits of the image pickup device are increased to cope with this, but such an increase in speed causes a significant increase in cost and is not realistic.

【0004】そこで、通常、多画素撮像素子を用いる場
合、静止画像の撮影時には全画素の画素信号を個別に読
み出すが、動画像の撮影時には、一部の画素の信号を間
引いて読み出す構成が採用されている。そして、固体撮
像素子として、多画素のCCD(電荷結合素子、charge
coupled device)撮像素子すなわちCCDイメージセン
サであるいわゆるCCDを用いる場合には、間引きの手
法として、基本的には、垂直方法、すなわち、水平ライ
ンを特定の割合で間引く手法が、現在一般的に採用され
ている。
Therefore, in the case of using a multi-pixel image pickup device, the pixel signals of all pixels are usually read individually when a still image is taken, but the signal of some pixels is thinned out and read when a moving image is taken. Has been done. Then, as a solid-state imaging device, a multi-pixel CCD (charge coupled device, charge
In the case of using a so-called CCD which is an imaging device, that is, a CCD image sensor, as a thinning method, a vertical method, that is, a method of thinning horizontal lines at a specific ratio is generally adopted at present. Has been done.

【0005】ここで、CCDは、画素を構成するフォト
ダイオードが2次元の格子状に配置されて撮像面を構成
し、この撮像面上に光学系により結像された画像を、画
素ごとの光の強弱に応じて各フォトダイオードに蓄積さ
れる電荷量の大小を信号として取り出す方式の撮像素子
である。そして、信号電荷は、1画素分ずつ順番にCC
D内部の出力回路へと送られ、1つの電荷電圧変換器に
より電荷信号量が電圧変化の信号へと変換された後、C
CDの外部へと出力される。そして、このように各画素
の信号電荷を出力回路へと導く動作を転送と称してい
る。そして、2次元の長方形状に配置された画素の信号
電荷を順番に出力回路へ転送する方式として一般的に行
われている手法は、いわゆる垂直転送と水平転送とを組
み合わせた手法である。ここで、撮像画面の上下方向を
垂直、左右方向を水平とした場合、垂直転送とは、全て
の画素の信号電荷を一斉に垂直方向でしかも上記の出力
回路方向へ転送する動作であり、水平転送とは、上記の
一段分の垂直転送により水平転送路へ送り込まれた垂直
方向の最端部、すなわち最も出力回路に近い部分にあっ
た1水平ライン分の信号電荷を、水平方向でしかも上記
の出力回路方向へ一斉に転送する動作である。この時、
水平転送路内の最端部、すなわち最も出力回路に近い部
分にあった1画素分の信号電荷が、電荷電圧変換器へ送
り込まれる。このように、水平転送を繰り返して水平転
送路内の全ての信号電荷が電荷電圧変換され、出力が終
了して水平転送路が空になると、再度上記の垂直転送が
行われる。そして、次の垂直方向の最端部にある1水平
ライン分の信号電荷が再び水平転送路へと送られた後、
同様に水平転送により順に出力回路へと送られ出力され
る。このようにして、全画素の信号電荷の一斉垂直転
送、水平転送路上の信号電荷の一斉水平転送とを順に繰
り返すことにより、全ての画素を出力すると、1画面分
の画素信号の出力が終了したことになり、電子画像を形
成復元することができる。
Here, in the CCD, photodiodes forming pixels are arranged in a two-dimensional lattice to form an image pickup surface, and an image formed by an optical system on the image pickup surface is converted into light for each pixel. This is an image pickup device of a type in which the magnitude of the amount of charge accumulated in each photodiode is extracted as a signal in accordance with the strength of. Then, the signal charge is CC for each pixel in order.
After being sent to the output circuit in D, the charge signal amount is converted into a voltage change signal by one charge-voltage converter, and then C
It is output to the outside of the CD. The operation of guiding the signal charge of each pixel to the output circuit in this manner is called transfer. A method that is generally performed as a method of sequentially transferring the signal charges of the pixels arranged in a two-dimensional rectangular shape to the output circuit is a method that combines so-called vertical transfer and horizontal transfer. Here, when the vertical direction of the imaging screen is vertical and the horizontal direction is horizontal, the vertical transfer is an operation of transferring the signal charges of all pixels all at once in the vertical direction and in the above-mentioned output circuit direction. The transfer means that the signal charge for one horizontal line, which was sent to the horizontal transfer path by the above-mentioned vertical transfer for one stage and was located at the end in the vertical direction, that is, the part closest to the output circuit, was transferred in the horizontal direction. This is an operation of simultaneously transferring to the output circuits of. At this time,
The signal charge for one pixel located at the end of the horizontal transfer path, that is, the portion closest to the output circuit is sent to the charge-voltage converter. In this way, by repeating horizontal transfer, all the signal charges in the horizontal transfer path are converted into charge-voltage, and when the output ends and the horizontal transfer path becomes empty, the vertical transfer is performed again. Then, after the signal charge for one horizontal line at the next end in the vertical direction is sent to the horizontal transfer path again,
Similarly, by horizontal transfer, they are sequentially sent to the output circuit and output. In this way, when all the pixels are output by sequentially repeating the simultaneous vertical transfer of the signal charges of all the pixels and the simultaneous horizontal transfer of the signal charges on the horizontal transfer path, the output of the pixel signals for one screen is completed. As a result, the electronic image can be formed and restored.

【0006】また、各画素の信号電荷を転送する動作に
おいて、通常、垂直転送は、上記のように水平転送路方
向へすなわち正方向へと信号電荷を転送する正転送とす
るが、CCDの原理上、垂直転送は、水平転送路とは逆
方向へ、すなわち逆転転送(垂直逆転送)を行うことも可
能である。しかしながら、CCDは、近年、画素数の増
加にともなう画素の著しい微細化や、低消費電力化の傾
向から、転送駆動電圧の低電圧化が進み、従来のように
容易に効率良く垂直転送を行うことが困難になってい
る。そして、このような点を背景として、多画素のCC
Dの中には、正方向の垂直転送の効率を追求した設計が
なされ、この結果、逆転転送の転送効率は著しく低下し
たCCDも用いられている。
In the operation of transferring the signal charge of each pixel, normally, the vertical transfer is the normal transfer in which the signal charge is transferred in the horizontal transfer path direction, that is, in the positive direction as described above. In the vertical transfer, it is also possible to perform reverse transfer (vertical reverse transfer) in the opposite direction to the horizontal transfer path. However, in recent years, due to the tendency of pixels to become significantly finer and the power consumption to be reduced with the increase in the number of pixels, the transfer drive voltage has been lowered, and vertical transfer can be performed easily and efficiently as in the past. Has become difficult. Then, with such a point as the background, the CC of multiple pixels
In D, a design in which the efficiency of vertical transfer in the forward direction is pursued is made, and as a result, a CCD in which the transfer efficiency of reverse transfer is significantly reduced is also used.

【0007】そして、各種の方式のCCDの内、上記の
多画素のCCDとして通常用いられるものは、インター
ライン型と呼ばれるCCDで、このインターライン型の
CCDは、さらに、スキャンの方式により、インターレ
ーススキャン方式のCCD(以下、インターレースCC
D)と、プログレッシブスキャン方式のCCD(以下、プ
ログレッシブCCD)とに大別される。そして、インタ
ーレースCCDは、現在コストと性能とのバランスが最
も良く、多画素撮像素子に適した構造として広く普及し
採用されている。このインターレースCCDでは、垂直
転送路に保持できる電荷(画素信号電荷、信号電荷、画
素電荷とも呼ばれる)の水平ライン数が、光電変換部で
あり1画素を構成するフォトダイオードの水平ライン数
の半分であるため、全画素を独立に読み出すには、1フ
レームを2つのフィールドに分け、2度にわたり、偶数
ラインと奇数ラインとを交互に、すなわちインターレー
スして読み出している。従って、フォトダイオード上の
電荷の垂直転送路への電荷読出電極(信号電荷読出電
極、電荷読出ゲート電極とも呼ばれる)は、偶数ライン
用と奇数ライン用の2系統が用意されている。そして、
インターレースCCDでは、例えば、この電荷読出電極
を、2系統から4系統に増やすことにより、一部のライ
ンのみを選択的に、かつ、1フィールドでカラーフィル
タの全組合せを垂直転送路へ読み出し、残りは読み出さ
ないといったライン読み出しに選択性を持たせた構成が
可能であり、容易にライン間引き機能が実現されてい
る。また、このような多画素のインターレースCCDの
垂直転送は、4相駆動が一般的であり、ライン間引き機
能の実現のためには、例えば、電荷読出電極の4系統を
含め、垂直転送路の電極数が従来の4系統が6系統とな
る。
Of the various types of CCDs, the one commonly used as the above-mentioned multi-pixel CCD is a CCD called an interline type, and this interline type CCD is further interlaced by a scanning type. Scan type CCD (hereinafter interlaced CC
D) and a progressive scan CCD (hereinafter referred to as progressive CCD). The interlaced CCD currently has the best balance between cost and performance, and is widely used and adopted as a structure suitable for a multi-pixel image pickup device. In this interlaced CCD, the number of horizontal lines of charges (also called pixel signal charges, signal charges, and pixel charges) that can be held in the vertical transfer path is half the number of horizontal lines of the photodiodes that are photoelectric conversion units and constitute one pixel. Therefore, in order to read all the pixels independently, one frame is divided into two fields, and the even lines and the odd lines are alternately read, that is, interlaced and read twice. Therefore, as a charge read electrode (also referred to as a signal charge read electrode or a charge read gate electrode) to the vertical transfer path of charges on the photodiode, two systems are prepared for even lines and odd lines. And
In the interlaced CCD, for example, by increasing the number of charge reading electrodes from two to four, only some lines are selectively read out, and all combinations of color filters are read out to the vertical transfer path in one field, and the rest. It is possible to provide a configuration in which the line reading has selectivity such as not reading, and the line thinning function is easily realized. In addition, the vertical transfer of such a multi-pixel interlaced CCD is generally performed by four-phase driving, and in order to realize the line thinning function, for example, four systems of charge read electrodes are included in electrodes of a vertical transfer path. The number of conventional 4 systems becomes 6 systems.

【0008】一方、このようなインターレースCCDに
対して、プログレッシブCCDでは、フォトダイオード
のライン数分だけ垂直転送路に電荷を保持できるため、
1フレームの全てのラインを先頭から順番に読み出すこ
とができる。従って、間引きをしなければ、電荷読出電
極は1系統で構成可能であるが、間引き読み出しを行う
ためには、読み出しラインの選択性を実現するため、さ
らに1系統の電荷読出電極が追加される。そこで、プロ
グレッシブCCDの垂直転送は、電荷読出電極の合計2
系統を含めると、4相駆動の場合は垂直転送路の電極数
は従来の4系統が5系統になり、また、3相駆動の場合
は従来の3系統が4系統になる。
On the other hand, in contrast to such an interlaced CCD, the progressive CCD can hold electric charges in the vertical transfer path by the number of lines of the photodiode,
All lines of one frame can be read in order from the beginning. Therefore, if the thinning-out is not performed, the charge read-out electrode can be configured by one system, but in order to realize the read-out line selectivity in order to perform the thinning-out reading, one more system of the charge read-out electrode is added. . Therefore, the vertical transfer of the progressive CCD requires a total of 2 charge read electrodes.
When the system is included, the number of electrodes of the vertical transfer path becomes 5 in the case of 4-phase drive, and the system becomes 3 in the case of 3-phase drive.

【0009】そして、このような電荷読出電極構造の多
系統化は、従来に較べて電極構造の増加分だけCCDの
内部配線の複雑化や外部CCD駆動回路の増加などのマ
イナス面があるものの、より低コストの代替手法が他に
ないこともあり、ほとんどの多画素CCDで採用されて
いる。
Although the charge read electrode structure is made multi-system like this, there is a disadvantage in that the internal wiring of the CCD is complicated and the external CCD drive circuit is increased by an increase in the electrode structure as compared with the conventional one. It is used in most multi-pixel CCDs, as there may be no lower cost alternative.

【0010】また、上記のような一般的なライン間引き
読み出しに対し、例えば、特開平10−136244号
公報に示されるように、プログレッシブCCDについ
て、種々の水平ライン間引き、及びライン加算読み出し
の方式が提案されている。これら方式としては、大別す
ると、(1)mライン中nラインのみを読み出す方式(m>
n,m≧3)、(2)mライン中nラインの電荷を加算して
読み出す手法(m>n)、(3)垂直方向に連続するqライ
ンの画素信号を加算して出力する方式の3方式が示され
ている。そして、単純に不要ラインを間引いてしまう構
成に対し、複数のライン間で電荷の加算を行いつつ、フ
レームレートの向上を図った構成が示されている。
In addition to the general line-thinning readout as described above, various horizontal line-thinning and line-adding readout methods are available for progressive CCDs, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 10-136244. Proposed. These methods are roughly classified into (1) a method of reading only n lines out of m lines (m>
n, m ≧ 3), (2) a method of adding and reading charges of n lines among m lines (m> n), and (3) a method of adding and outputting pixel signals of q lines continuous in the vertical direction. Three schemes are shown. Then, in contrast to a configuration in which unnecessary lines are simply thinned out, a configuration in which charges are added between a plurality of lines and a frame rate is improved is shown.

【0011】すなわち、上記従来のように、特定のライ
ンのみを選択的に読み出し、残りを間引く手法による
と、フレームレートを向上することはできるが、撮影し
た画像の垂直方向の空間周波数再現に重大な問題を生じ
る場合がある。すなわち、ラインを間引いた状態におい
ては、垂直方向の空間サンプリング周波数及び開口率が
相応分減少しているにも関わらず、撮影レンズのMTF
(modulation transfer function、変調伝達関数)はその
ままであるため、著しい折り返し歪みが発生する。この
現象は、モアレと呼ばれ、例えば、目の細かな縞状の被
写体が実際とは異なる太い目の粗い縞状に写ってしまう
現象であり、撮像装置には好ましくない現象である。
That is, although the frame rate can be improved by the method of selectively reading out only a specific line and thinning out the rest as in the above-mentioned conventional technique, it is important for reproducing the spatial frequency in the vertical direction of the photographed image. May cause problems. That is, in the state where the lines are thinned out, the MTF of the photographing lens is reduced although the spatial sampling frequency in the vertical direction and the aperture ratio are correspondingly reduced.
Since the (modulation transfer function) remains unchanged, significant aliasing distortion occurs. This phenomenon is called moiré, and is a phenomenon in which, for example, an object having a fine striped pattern appears in a thick striped pattern different from the actual image, which is not desirable for an image pickup apparatus.

【0012】そして、この現象を緩和するためには、フ
レームレートを向上する目的で単純にラインを間引くの
ではなく、特開平10−136244号公報に示される
ように、ライン加算を取り入れることができる。そし
て、ライン間引き後の空間サンプリング周波数上で撮影
レンズのMTFが高くても、ライン加算を行うと開口率
が増加し、高域の空間周波数成分が減らされて、空間フ
ィルタ処理と同じ効果が得られる。そして、この効果を
最大限に作用させるためには、例えば、フレームレート
を5倍にするために全ライン中4/5ラインを間引いて
1/5ラインを読み出すのではなく、5ラインをカラー
フィルタの同色同士で加算をして読み出すことにより、
結局5倍のフレームレートで全画素を読み出すことに等
しくなり、空間フィルタの効果は最大で、しかも全画素
の画素電荷が撮像に寄与するので、開口率は静止画像撮
影時と全く同じになる。
To alleviate this phenomenon, it is possible to introduce line addition as shown in Japanese Patent Laid-Open No. 10-136244, instead of simply thinning out lines for the purpose of improving the frame rate. . Then, even if the MTF of the photographing lens is high on the spatial sampling frequency after line thinning, the aperture ratio increases when line addition is performed, and the spatial frequency components in the high frequency band are reduced, and the same effect as the spatial filtering process can be obtained. To be In order to maximize this effect, for example, in order to increase the frame rate by 5 times, it is not necessary to thin out 4/5 lines out of all lines and read out 1/5 lines. By adding and reading with the same color of,
Eventually, all pixels are read out at a frame rate of 5 times, the effect of the spatial filter is maximum, and the pixel charge of all pixels contributes to image pickup, so that the aperture ratio is exactly the same as that at the time of still image shooting.

【0013】しかしながら、特開平10−136244
号公報では、上記のように同色同士の複数ラインの加算
により全画素電荷を読み出す手法については提案されて
いない。連続するラインの電荷を垂直転送路上で加算
し、あるいは水平転送路上で加算して、全画素を読み出
す手法については言及されているが、この手法では、縦
ストライプフィルタ配列以外のカラーCCDの場合は、
混色が生じ、色再現性に重大な弊害をもたらすばかり
か、混色の組合せによっては、元の色を再現できないと
いう問題を有している。ここで、上記特開平10−13
6244号公報には示されていないが、この公報記載の
構成であえて、同色の複数ラインの加算による全画素読
み出しを実現しようとすると、例えば、上記の5ライン
加算の場合は、この公報機能のようにカラーフィルタ配
列がベイヤー配列であるとすると、縦1列の色の組合せ
は2種類で、それぞれの色を個別に、さらに各色毎に5
画素を個別に読み出す必要があるため、電荷読出電極は
全部で10系統が必要になり、垂直転送駆動の場合は、
垂直転送電極としては合計12系統を要する計算にな
る。そして、現存する3相垂直転送、間引き対応の3相
多画素プログレッシブCCDの垂直転送の電極は、上記
のように4系統であるので、8系統分の外部垂直転送駆
動回路を追加することになり、CCD駆動回路の規模が
著しく増大することになる。さらに、CCDの多画素化
が進み、加算ライン数が増加すると、さらに垂直転送の
電極の系統数が相応分増加する。そして、このような垂
直転送の電極の系統数の増加は、コストや装置の小型化
あるいは消費電力などの点から好ましくないものであ
る。
However, Japanese Patent Laid-Open No. 10-136244
The publication does not propose a method for reading out all pixel charges by adding a plurality of lines of the same color as described above. Although a method of reading out all pixels by adding charges on consecutive lines on a vertical transfer path or on a horizontal transfer path is mentioned, this method is not applicable to color CCDs other than the vertical stripe filter array. ,
There is a problem that color mixing occurs, which not only causes a serious adverse effect on color reproducibility but also cannot reproduce the original color depending on the combination of color mixing. Here, the above-mentioned JP-A-10-13
Although not shown in Japanese Patent No. 6244, if all pixels are read out by the addition of a plurality of lines of the same color with the configuration described in this publication, for example, in the case of the above-mentioned 5-line addition, Assuming that the color filter array is a Bayer array, there are two types of color combinations in a vertical column, each color is individually, and further, each color has five combinations.
Since it is necessary to read out pixels individually, a total of 10 charge read electrodes are required. In the case of vertical transfer drive,
The calculation requires a total of 12 systems as the vertical transfer electrodes. The existing three-phase vertical transfer and thinning-out compatible three-phase multi-pixel progressive CCD vertical transfer electrodes have four systems as described above. Therefore, eight systems of external vertical transfer drive circuits are added. Therefore, the scale of the CCD drive circuit will be significantly increased. Further, as the number of CCD pixels increases and the number of addition lines increases, the number of vertical transfer electrode systems increases correspondingly. Further, such an increase in the number of vertical transfer electrode systems is not preferable in terms of cost, downsizing of the apparatus, power consumption, and the like.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】上記のように、静止画
の品質を向上するために、動画専用の撮像素子に対して
多画素の撮像素子を用いる場合は、フレームレートを向
上するため、動画の撮影時に画素の信号を間引く構成が
採られるが、この場合、単純に特定のラインのみを選択
的に読み出し残りを間引く手法によると、動画の画質が
低下し、一方、従来の構成で全画素の電荷を加算して利
用使用とすると、構成が複雑になり、コストの上昇など
を招く問題を有している。
As described above, when a multi-pixel image pickup device is used for a moving image-dedicated image pickup device in order to improve the quality of a still image, the frame rate is improved. In this case, the pixel signal is thinned out at the time of shooting, but in this case, the method of simply reading out only a specific line and thinning out the rest reduces the image quality of the moving image, while the conventional structure reduces all pixels. If the charges are added to be used for use, the configuration becomes complicated and there is a problem that the cost is increased.

【0015】本発明は、このような点に鑑みなされたも
ので、同色の画素の電荷を加算してフレームレートを向
上しつつ高画質を実現できるとともに、簡略な構成でコ
ストを抑制できる固体撮像素子の駆動方法及び撮像装置
を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above point, and can realize high image quality while improving the frame rate by adding charges of pixels of the same color, and can reduce cost with a simple structure. An object of the present invention is to provide an element driving method and an imaging device.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の固体撮像
素子の駆動方法は、光電変換手段を備え所定のパターン
で第1の色及び第2の色が配列された複数の画素と、こ
れら画素の電荷を読み出し転送する複数の第1の転送路
と、これら第1の転送路が転送した電荷を読み出し転送
して出力する第2の転送路とを備えた固体撮像素子の駆
動方法であって、前記第1の色の画素の電荷を前記第1
の転送路に複数読み出し、特定の画素について電荷を読
み出す状態を維持し読み出した電荷を保持したまま、読
み出した他の画素の電荷を転送して、保持した電荷に転
送した電荷を加算して、第1の色の画素の電荷を複数加
算した第1の加算電荷を生成する第1の加算工程と、前
記第1の加算画素を前記第2の色の画素の電荷が読み出
される位置から外した状態で、前記第2の色の画素の電
荷を前記第1の転送路に複数読み出し、これら第2の色
の画素の複数の電荷を前記第1の転送路及び前記第2の
転送路の少なくとも一方で加算して、第2の色の画素の
電荷を複数加算した第2の加算電荷を生成する第2の加
算工程と、これら第1の加算電荷及び第2の加算電荷を
前記第2の転送路で転送して出力する加算出力工程とを
備えたものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for driving a solid-state image pickup device, comprising a plurality of pixels, each of which has a photoelectric conversion means and in which a first color and a second color are arranged in a predetermined pattern. A method of driving a solid-state imaging device, comprising: a plurality of first transfer paths for reading and transferring charges of pixels; and a second transfer path for reading, transferring, and outputting charges transferred by the first transfer paths. The charge of the pixels of the first color to the first
A plurality of charges are read to the transfer path of, the charges of other pixels that have been read are transferred while maintaining the state of reading the charges of a specific pixel, and the charges that have been read are added, and the transferred charges are added to the held charges. A first adding step of generating a first added charge by adding a plurality of charges of pixels of the first color; and removing the first added pixel from a position where the charges of the pixels of the second color are read out. In this state, a plurality of charges of the pixels of the second color are read out to the first transfer path, and a plurality of charges of the pixels of the second color are read at least in the first transfer path and the second transfer path. On the other hand, a second addition step of adding the charges of the pixels of the second color to generate a second addition charge, and the first addition charge and the second addition charge are added to the second addition step. And an addition output step of transferring and outputting the transfer path.

【0017】そして、この構成では、所定のパターンで
配列された複数の画素のうち、先に第1の色の複数の画
素の電荷を第1の転送路に読み出し、特定の画素の電荷
を読み出し保持したまま、読み出した他の画素の電荷を
転送して、保持した電荷に転送した電荷を加算して、第
1の色の画素の電荷を複数加算した第1の加算電荷を生
成する。次いで、この第1の加算電荷に加算しないよう
に、転送と選択的な電荷読出とを組み合わせ、第2の色
の画素の電荷を第1の転送路に複数読み出し、第1の色
の画素の電荷の電荷と同様に第1の転送路で加算し、あ
るいは、第1の転送路から第2の転送路の同じ位置に読
み込んで加算し、第2の加算電荷を生成する。そして、
これら第1及び第2の加算電荷を第2の転送路で転送し
て出力することにより、全画素を順次読み出し出力する
状態に較べて、画素が間引かれ、フレームレートが向上
する。さらに、画素の間引きは、全画素の読み出しを行
い、同色の画素の電荷を複数加算して行うことが可能な
ため、単に画素を選択的に読み出す構成に較べて、画質
が向上する。
In this configuration, among the plurality of pixels arranged in a predetermined pattern, the charges of the plurality of pixels of the first color are first read out to the first transfer path, and the charges of the particular pixel are read out. While holding the charges, the read charges of the other pixels are transferred, and the transferred charges are added to the held charges to generate a first added charge by adding a plurality of charges of the pixels of the first color. Next, transfer and selective charge reading are combined so as not to add to the first added charge, and a plurality of charges of the pixel of the second color are read to the first transfer path, and the charge of the pixel of the first color is read. Similar to the charge, the charges are added in the first transfer path, or read from the first transfer path to the same position in the second transfer path and added to generate the second added charge. And
By transferring and outputting the first and second added charges through the second transfer path, the pixels are thinned out and the frame rate is improved as compared with the state where all the pixels are sequentially read and output. Furthermore, since pixels can be thinned out by reading out all pixels and adding a plurality of charges of pixels of the same color, the image quality is improved as compared with a configuration in which pixels are selectively read out.

【0018】請求項2記載の固体撮像素子の駆動方法
は、請求項1記載の固体撮像素子の駆動方法において、
第1の加算工程及び第2の加算工程は、第1の転送路に
読み出した電荷を正方向及び逆方向に転送しながら行う
ものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for driving a solid-state image sensor, comprising:
The first addition step and the second addition step are performed while transferring the charges read to the first transfer path in the forward direction and the reverse direction.

【0019】そして、この構成では、第1の加算電荷及
び第2の加算電荷が所望の順序で出力可能になり、後工
程における処理が容易になる。
With this configuration, the first added charge and the second added charge can be output in a desired order, and the processing in the subsequent process becomes easy.

【0020】請求項3記載の固体撮像素子の駆動方法
は、請求項1記載の固体撮像素子の駆動方法において、
第2の加算工程は、第2の転送路の所定位置に第2の色
の画素の複数の電荷を読み出して行うものである。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a method of driving a solid-state image pickup device, comprising:
The second addition step is performed by reading out a plurality of charges of the pixel of the second color at a predetermined position of the second transfer path.

【0021】そして、この構成では、第1の転送路への
電荷の読み出し加算動作が比較的短時間で行なわれる。
Further, in this structure, the reading and adding operation of charges to the first transfer path is performed in a relatively short time.

【0022】請求項4記載の固体撮像素子の駆動方法
は、請求項1ないし3いずれか記載の固体撮像素子の駆
動方法において、第1の転送路は、各画素に対する電荷
読出電極を設けた電荷結合素子を備え、電荷の読み出し
及び保持は、前記電荷読出電極に電荷読出電圧を印加し
て行われるものである。
A solid-state image pickup device driving method according to a fourth aspect is the solid-state image pickup device driving method according to any one of the first to third aspects, in which the first transfer path has a charge reading electrode for each pixel. A coupling element is provided, and charge reading and holding are performed by applying a charge reading voltage to the charge reading electrode.

【0023】そして、この構成では、第1の加算工程
は、複数の電荷読出電極に電荷読出電圧を印加して複数
の画素の電荷を第1の転送路に読み出し、次いで、特定
の電荷読出電極に電荷読出電圧を加えたまま、第1の転
送路の転送を行うことにより行われる。
In this configuration, in the first adding step, the charge reading voltage is applied to the plurality of charge reading electrodes to read the charges of the plurality of pixels to the first transfer path, and then the specific charge reading electrodes are read. This is performed by performing transfer through the first transfer path while applying the charge read voltage to the.

【0024】請求項5記載の固体撮像素子の駆動方法
は、請求項1ないし4いずれか記載の固体撮像素子の駆
動方法において、第1の加算工程、第2の加算電荷、及
び加算出力工程を行う第1の駆動モードと、各画素の電
荷を個々に第1の転送路に読み出し、読み出した電荷を
個々に第2の転送路に転送し、この第2の転送路から出
力する第2の駆動モードとが切り替えられるものであ
る。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method of driving a solid-state image pickup device according to any one of the first to fourth aspects, wherein the first addition step, the second addition charge, and the addition output step are performed. The first drive mode to be performed, and the charge of each pixel is individually read to the first transfer path, the read charge is individually transferred to the second transfer path, and the second charge is output from the second transfer path. The drive mode can be switched.

【0025】そして、この構成では、全画素をそれぞれ
用いて高精細な画像を出力する状態と、画素を間引いて
高速に出力するモードとが容易に切り替えて使用され
る。
In this configuration, the state in which a high-definition image is output by using all pixels and the mode in which pixels are thinned out and output at high speed is easily switched and used.

【0026】請求項6記載の固体撮像素子の駆動方法
は、請求項5記載の固体撮像素子の駆動方法において、
第1の駆動モードは、動画を撮影する動画モードであ
り、第2の駆動モードは、静止画を撮影する静止画モー
ドであるものである。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a method of driving a solid-state image pickup device according to the fifth aspect, wherein
The first driving mode is a moving image mode for shooting a moving image, and the second driving mode is a still image mode for shooting a still image.

【0027】そして、この構成では、高精細な静止画用
の信号を出力可能であるとともに、高速のフレームレー
トを実現しかつ画質を向上した動画用の信号が出力可能
であり、静止画と動画とを切り替えて撮影する撮像装置
に適した構成が実現される。
With this configuration, a high-definition still image signal can be output, and a high-speed frame rate real-time moving image signal with improved image quality can be output. A configuration suitable for an imaging device that switches between and to capture images is realized.

【0028】請求項7記載の撮像装置は、固体撮像素子
と、この固定撮像素子を駆動する駆動回路とを具備し、
前記固体撮像素子は、光電変換手段を備え所定のパター
ンで第1の色及び第2の色が配列された複数の画素を備
え、前記駆動回路は、前記各画素の電荷を読み出し転送
する複数の第1の転送路と、これら第1の転送路が転送
した電荷を読み出し転送して出力する第2の転送路とを
備え、前記駆動回路は、前記第1の色の画素の電荷を前
記第1の転送路に複数読み出し、特定の画素について電
荷を読み出す状態を維持し読み出した電荷を保持したま
ま、読み出した他の画素の電荷を転送して、保持した電
荷に転送した電荷を加算して、第1の色の画素の電荷を
複数加算した第1の加算電荷を生成し、前記第1の加算
画素を前記第2の色の画素の電荷が読み出される位置か
ら外した状態で、前記第2の色の画素の電荷を前記第1
の転送路に複数読み出し、これら第2の色の画素の複数
の電荷を前記第1の転送路及び前記第2の転送路の少な
くとも一方で加算して、第2の色の画素の電荷を複数加
算した第2の加算電荷を生成し、これら第1の加算電荷
及び第2の加算電荷を前記第2の転送路で転送して出力
するものである。
An image pickup device according to a seventh aspect comprises a solid-state image pickup element and a drive circuit for driving the fixed image pickup element.
The solid-state imaging device includes a plurality of pixels that are provided with photoelectric conversion means and in which a first color and a second color are arranged in a predetermined pattern, and the drive circuit includes a plurality of pixels that read out and transfer charges of the pixels. The driving circuit includes a first transfer path and a second transfer path that reads out, transfers, and outputs the charge transferred by the first transfer path, and the drive circuit transfers the charge of the pixel of the first color to the first transfer path. A plurality of read charges are transferred to one transfer path, and the read charges of other pixels are transferred while maintaining the read charge state of a specific pixel and the read charges are added to the held charge. , The first added charge is generated by adding a plurality of charges of the first color pixel, and the first added pixel is removed from the position where the charge of the second color pixel is read out. The charge of the pixel of the second color is the first
A plurality of charges on the pixels of the second color, and a plurality of charges of the pixels of the second color are added to at least one of the first transfer path and the second transfer path to obtain a plurality of charges of the pixels of the second color. The second added charge that is added is generated, and the first added charge and the second added charge are transferred through the second transfer path and output.

【0029】そして、この構成では、所定のパターンで
配列された複数の画素のうち、先に第1の色の複数の画
素の電荷を第1の転送路に読み出し、特定の画素の電荷
を読み出し保持したまま、読み出した他の画素の電荷を
転送して、保持した電荷に転送した電荷を加算して、第
1の色の画素の電荷を複数加算した第1の加算電荷を生
成する。次いで、この第1の加算電荷に加算しないよう
に、第2の色の画素の電荷を第1の転送路に複数読み出
し、第1の色の画素の電荷の電荷と同様に第1の転送路
で加算し、あるいは、第1の転送路から第2の転送路の
同じ位置に読み込んで加算し、第2の加算電荷を生成す
る。そして、これら第1及び第2の加算電荷を第2の転
送路で転送して出力することにより、全画素を順次読み
出し出力する状態に較べて、画素が間引かれ、フレーム
レートが向上する。さらに、画素の間引きは、全画素の
読み出しを行い、同色の画素の電荷を複数加算して行う
ことが可能なため、単に画素を選択的に読み出す構成に
較べて、画質が容易に向上する。
In this configuration, among the plurality of pixels arranged in the predetermined pattern, the charges of the plurality of pixels of the first color are first read out to the first transfer path, and the charges of the particular pixel are read out. While holding the charges, the read charges of the other pixels are transferred, and the transferred charges are added to the held charges to generate a first added charge by adding a plurality of charges of the pixels of the first color. Next, a plurality of charges of the pixels of the second color are read out to the first transfer path so as not to be added to the first added charges, and the charges of the pixels of the first color are read in the same manner as the charges of the first transfer path. , Or read from the first transfer path to the same position on the second transfer path and add to generate a second added charge. Then, by transferring and outputting the first and second added charges through the second transfer path, pixels are thinned out and the frame rate is improved as compared with a state in which all pixels are sequentially read and output. Further, since pixels can be thinned out by reading out all pixels and adding a plurality of charges of pixels of the same color, the image quality can be easily improved as compared with a configuration in which pixels are selectively read out.

【0030】請求項8記載の撮像装置は、請求項7記載
の撮像装置において、固体撮像素子から出力される第1
の加算電荷及び第2の加算電荷の順序を入れ替え可能な
処理手段を備えたものである。
An image pickup device according to an eighth aspect is the image pickup device according to the seventh aspect, wherein the first image output from the solid-state image pickup element is used.
The processing means is capable of changing the order of the additional charge and the second additional charge.

【0031】そして、この構成では、出力される信号の
順序を入れ替える処理手段を設けたので、第1の転送路
及び第2の転送路で加算され出力される第1の加算電荷
及び第2の加算電荷の順序を必ずしも揃える必要がな
い。このため、各転送路において、電荷を一方向のみに
転送すれば良く、逆方向に転送する必要がないため、逆
方向への転送の転送効率が悪いCCDについても対応可
能であり、汎用性が向上する。
Further, in this configuration, since the processing means for changing the order of the output signals is provided, the first added charge and the second added charge which are added and output on the first transfer path and the second transfer path. It is not always necessary to arrange the order of the added charges. Therefore, in each transfer path, charges need only be transferred in one direction, and need not be transferred in the opposite direction. Therefore, CCDs with poor transfer efficiency in the reverse direction can also be supported, and versatility is improved. improves.

【0032】[0032]

【発明の実施の形態】以下、本発明の固体撮像素子の駆
動方法及び撮像装置の一実施の形態を図面を参照して説
明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of a method for driving a solid-state image pickup device and an image pickup apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0033】まず、本発明を概説すると、本発明の固体
撮像素子は、電荷結合素子(CCD:charge coupled de
vice)を用いたCCDイメージセンサ、いわゆるCCD
であり、デジタルカメラ、ムービーカメラなどの撮像装
置に用いられるものである。特に、本発明のCCDは、
静止画撮影のみならず動画撮影も可能とする、静止画動
画兼用の撮像装置に用いられるもので、通常のカラーフ
ィルタ配列のカラー単板、動画静止画兼用、間引き対応
のいわゆる多画素インターラインCCDである。
First of all, the present invention will be outlined.
CCD image sensor using vice), so-called CCD
And is used for image pickup devices such as digital cameras and movie cameras. In particular, the CCD of the present invention is
It is used for an image pickup device that can be used not only for still image shooting but also for moving image shooting. Is.

【0034】そして、このCCDは、第1の転送路とし
ての各垂直転送路に沿って縦1列にある2色のカラーフ
ィルタ画素のうち、先に一方の同色の電荷(画素信号電
荷、信号電荷、画素電荷とも呼ばれる)を全て垂直転送
路へ読み出した後、複数系統ある電荷読出電極のうち、
特定の系統の電荷読出電極に電荷読出電圧を印加したま
ま、垂直転送を行うことにより、この垂直転送路上で同
色同士のライン加算を行うものである。さらに、垂直転
送と、複数ある電荷読出電極による選択的な読出とを組
み合わせて、先に読み出され垂直転送路上で加算されて
いる電荷と、後に読み出す別の色のもう一方のラインの
電荷との混色を回避させながら、もう一方のカラーフィ
ルタ画素を含むラインの画素を垂直転送路に読み出し
て、1色目と同様に特定の電荷読出電極に電荷読出電圧
を加えたまま垂直転送を行うことにより、あるいは、第
2の転送路としての水平転送路上でのライン加算動作を
組み合わせることにより、後から読み出された同色同士
のライン加算を行い、結果として、同色同士を複数ライ
ンで加算して全画素読出を行い、フレームレートを向上
しつつ、垂直空間周波数再現性の向上、画素感度の向上
といった動画の著しい画質向上を実現でき、さらに、各
種CCDにも適用可能であるとともに、構造の複雑化を
抑制して製造コストの上昇を抑制できるものである。
In this CCD, one of the two color filter pixels of two colors arranged in a column along each vertical transfer path as the first transfer path is first charged in the same color (pixel signal charge, signal). Charge, also called pixel charge) to the vertical transfer path,
By performing vertical transfer while applying the charge read voltage to the charge read electrodes of a specific system, line addition of the same color is performed on this vertical transfer path. Further, by combining the vertical transfer and the selective reading by a plurality of charge read electrodes, the charge read earlier and added on the vertical transfer path and the charge of the other line of another color read later are combined. By avoiding the color mixture of the other, the pixels of the line including the other color filter pixel are read out to the vertical transfer path, and the vertical transfer is performed while the charge read voltage is applied to the specific charge read electrode as in the first color. Alternatively, by combining the line addition operation on the horizontal transfer path as the second transfer path, the line addition of the same color read out later is performed, and as a result, the same color is added by a plurality of lines to obtain the total. Pixel readout can be performed to improve the frame rate, while achieving significant improvement in the image quality of moving images such as improved vertical spatial frequency reproducibility and pixel sensitivity. Together can also be applied to D, it is those which can suppress an increase in manufacturing cost while suppressing complication of the structure.

【0035】すなわち、多画素CCDで、垂直転送路へ
電荷読出後に特定の読出電極に電圧印加状態のまま垂直
転送を行うことで画素電荷混合を行い、高速高画質動画
像を得ることができ、さらに、動画像の画質向上を、読
み出しの手法のみで実現できるものである。
That is, in a multi-pixel CCD, pixel charges are mixed by performing vertical transfer while a voltage is being applied to a specific read electrode after reading charges to a vertical transfer path, and a high-speed high-quality moving image can be obtained. Furthermore, the quality of moving images can be improved only by the reading method.

【0036】そして、以下に詳細に説明するが、第1の
実施の形態は、インターレースCCDで、垂直転送を正
方向のみに転送(正転送)するとともに、水平転送路にお
ける加算を行うものである。そして、第2の実施の形態
は、インターレースCCDで、垂直転送を正転送のみな
らず逆転方向に転送(逆転転送)するものである。また、
第3の実施の形態は、プログレッシブCCDで、垂直転
送を正転送のみならず逆転転送するものである。そし
て、第4の実施の形態は、プログレッシブCCDで、垂
直転送を正転送のみとするとともに、水平転送路におけ
る加算を行うものである。また、第5の実施の形態は、
インターレース補色線順次CCDで、垂直転送を正転送
のみならず逆転転送するものである。そして、第6の実
施の形態は、インターレース補色線順次CCDで、垂直
転送を正転送のみとするとともに、水平転送路における
加算を行うものである。
As will be described in detail below, in the first embodiment, an interlaced CCD transfers vertical transfer only in the positive direction (normal transfer) and performs addition in the horizontal transfer path. . In the second embodiment, the interlaced CCD transfers vertical transfer in the reverse direction as well as the forward transfer (reverse transfer). Also,
The third embodiment uses a progressive CCD to perform not only forward transfer but also reverse transfer for vertical transfer. In the fourth embodiment, a progressive CCD is used to perform vertical transfer only for normal transfer and to perform addition on the horizontal transfer path. In addition, the fifth embodiment,
The interlaced complementary color line sequential CCD transfers vertical transfer in reverse as well as forward transfer. In the sixth embodiment, an interlaced complementary color line sequential CCD is used to perform vertical transfer only in normal transfer and to perform addition in the horizontal transfer path.

【0037】このように、本発明では、あらゆるカラー
フィルタ配列のカラー単板、動画静止画兼用、間引き対
応の多画素インターラインCCDにおいて、副次的な混
色を回避させた複数ライン加算による高速全画素読み出
しを、ライン加算数の増加とともに垂直転送電極数を増
加させることなく、あらゆる数のライン加算において、
同一最低限の垂直転送電極構成で実現できるものであ
る。
As described above, according to the present invention, in a multi-pixel interline CCD for color single plates of any color filter array, for moving and still images, and for thinning, high-speed full-line by multiple line addition avoiding secondary color mixture Pixel readout can be performed in any number of line additions without increasing the number of vertical transfer electrodes as the number of line additions increases.
This can be realized with the same minimum vertical transfer electrode configuration.

【0038】また、同一色の画素同士の画素加算を行う
際に、垂直転送路における逆点転送を行い、CCDから
出力した後の処理を容易にする構成を採ることもでき、
また、逆転転送の効率が悪いCCDなどにおいては、正
方向のみに転送することもできる。
In addition, when the pixels of the same color are added together, a reverse point transfer in the vertical transfer path may be performed to facilitate the processing after the output from the CCD.
Further, in a CCD or the like, which has a low reverse transfer efficiency, it is possible to transfer only in the forward direction.

【0039】次に、本発明の各実施の形態を図面を参照
して説明する。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0040】まず、図1ないし図19に示す第1及び第
2の実施の形態である、間引き対応のインターレースス
キャン方式CCD(インターレースCCD)を用いた構成
について概説する。
First, the structure using the interlaced scan type CCD (interlaced CCD) corresponding to the thinning-out, which is the first and second embodiments shown in FIGS. 1 to 19, will be outlined.

【0041】そして、このインターレースCCDでは、
加算されるラインの数に依らず、電荷読出電極の4系統
を含み、垂直転送電極の合計は6系統のまま増えること
はない。具体的には、電荷読出電極は、V1A,V1B,V3A,V3
Bの4系統であり、垂直転送電極は、V1A,V1B,V2,V3A,V3
B,V4の合計6系統である。すなわち、ごく普通の多画素
インターレースCCDで実現が可能である。
In this interlaced CCD,
Regardless of the number of lines to be added, the total number of vertical transfer electrodes including four systems of charge read electrodes does not increase to six systems. Specifically, the charge read electrodes are V1A, V1B, V3A, V3
There are four systems of B, and the vertical transfer electrodes are V1A, V1B, V2, V3A, V3.
There are 6 systems in total, B and V4. That is, it can be realized by an ordinary multi-pixel interlaced CCD.

【0042】すなわち、通常のカラーフィルタ配列のカ
ラー単板、動画静止画兼用、間引き対応の多画素インタ
ーラインCCDにおいて、インターレースCCDの場
合、電荷読出電極は、V1A,V1B,V3A,V3Bの4種類が存在
する。そして、例えば、R(赤),G(緑),B(青)のフィル
タを用いるベイヤ方式(原色方式)において、ある縦列の
カラーフィルタの組み合わせがRGRG…となり、Rが
偶数番目、Gが奇数番目の水平ライン上にあり、電荷読
出電極V1Aが5の倍数の奇数ライン番号のGの画素の電
荷読出電極、V1Bが残りのGの画素すなわち残りの奇数
番目の水平ラインの電荷読出電極、V3Aが10の倍数の
水平ライン番号のRの画素の電荷読出電極、V3Bが残り
のRの画素すなわち残りの偶数番目の水平ラインの電荷
読出電極であるとする。ちなみに、この場合、その1つ
隣の縦列は、カラーフィルタの組み合わせがGBGB…
で、Gが偶数番目、Bが奇数番目の水平ライン上にあ
る。すなわち、V1Aは5の倍数のライン番号のBの画
素、V3Aは10の倍数の水平ライン番号のGの画素の電
荷読出電極になる。以下、ここでは、説明を簡略化する
ため、RGRGの縦列について、同色加算全画素読み出
し動作を説明する。但し、1縦列毎に色の組み合わせは
異なるが同一水平ライン上の全ての画素で同じ事が生じ
ているとの前提で説明する。
That is, in the case of a multi-pixel interline CCD which is a color single plate having a normal color filter array, which also serves as a moving image still image, and which is thinned out, in the case of an interlaced CCD, the charge read electrodes are four types of V1A, V1B, V3A and V3B. Exists. Then, for example, in the Bayer system (primary color system) that uses R (red), G (green), and B (blue) filters, a combination of color filters in a certain column is RGRG ..., R is an even number, and G is an odd number. On the second horizontal line, the charge read electrode V1A is the charge read electrode of the G pixel of the odd line number that is a multiple of 5, and V1B is the remaining G pixel, that is, the charge read electrode of the remaining odd horizontal line, V3A. Is the charge read electrode of the R pixel having a horizontal line number that is a multiple of 10, and V3B is the charge read electrode of the remaining R pixel, that is, the remaining even-numbered horizontal line. By the way, in this case, the combination of color filters is GBGB ...
, G is on even-numbered horizontal lines, and B is on odd-numbered horizontal lines. That is, V1A serves as a charge readout electrode of a B pixel having a line number that is a multiple of 5, and V3A serves as a charge readout electrode of a G pixel that has a horizontal line number that is a multiple of 10. Hereinafter, in order to simplify the description, the same-color addition all-pixel reading operation will be described for the RGRG column. However, description will be made on the assumption that the same thing occurs in all pixels on the same horizontal line although the color combination differs for each column.

【0043】まず、V3AとV3Bに電荷読出電圧を加えて、
第1の色としてのR画素の電荷、即ち偶数ラインの電荷
を全て垂直転送路へ読み出す。その後、V3Bの電圧はも
とに戻すが、V3Aには電荷読出電圧を加えたまま垂直転
送を4段分行う。すると、10ライン毎(垂直転送路5
段毎)に存在するV3Aの電極下ではポテンシャル井戸が
深いままなので、この部分でV3Aの上方向に近接するR
画素5画素分の電荷が同色同士で加算し、第1の加算電
荷としてのRの5画素加算電荷(5R)を生成する。その
後、このRの5画素加算電荷すなわち偶数ラインの5画
素加算電荷を、混色を避ける為、V1A電極下へ垂直転送
して一時待避させた後、V1Bにのみ電荷読出電圧を加え
て、5の倍敷以外の第2の色としてのGの画素、即ち5
の倍数以外の奇数ラインの電荷を垂直転送路へ読み出
す。すると、これらGの画素の内、Rの5画素加算電荷
の位置するV1A電極以外の場所の全ての電荷が読み出さ
れる。そして、1段垂直転送し、今度は、Rの5画素加
算電荷をV1A電極から待避させ、V1Aに電荷読出電圧を加
える。この結果、V1A電極下で、V1A電極のGの電荷と、
その1つ上の既に読み出されていて1段転送されたGの
電荷とが合計2画素分混合すなわち加算される。そし
て、同じくV1Aに電荷読出電圧を加えたまま、垂直転送
を3段分行う。すると、10ライン毎(垂直転送路5段
毎)に存在するV1Aの電極下ではポテンシャル井戸が深
いままなので、この部分でV1Aの上方向に近接する残り
のG画素3画素分が加算され、同色同士5画素が足し合
わされて、第2の加算電荷としてのGの5画素加算電荷
(5G)が生成される。
First, a charge read voltage is applied to V3A and V3B,
The charges of the R pixels as the first color, that is, the charges of the even lines are all read out to the vertical transfer path. After that, the voltage of V3B is returned to the original value, but vertical transfer is performed for four stages while the charge read voltage is applied to V3A. Then, every 10 lines (vertical transfer path 5
Since the potential well remains deep under the V3A electrodes that exist in each stage), R which is close to the upper direction of V3A at this part
The charges of the five pixels are added in the same color to generate the R five-pixel added charge (5R) as the first added charge. After that, in order to avoid color mixing, the 5 pixel added charge of R, that is, the 5 pixel added charge of the even line is vertically transferred to the lower side of the V1A electrode and temporarily saved. G pixel as the second color other than double spread, that is, 5 pixels
The charges on the odd-numbered lines other than the multiple of are read out to the vertical transfer path. Then, of these G pixels, all the electric charges at locations other than the V1A electrode where the R five-pixel added electric charge is located are read out. Then, one-stage vertical transfer is performed, this time the R five-pixel added charge is saved from the V1A electrode, and a charge read voltage is applied to V1A. As a result, under the V1A electrode, the charge of G on the V1A electrode and
The charge of G which has already been read and which has been transferred one stage above is mixed or added for a total of two pixels. Then, similarly, the vertical transfer is performed for three stages while the charge read voltage is applied to V1A. Then, since the potential well remains deep under the V1A electrodes that exist every 10 lines (every 5 vertical transfer paths), the remaining 3 G pixels adjacent to V1A in the upward direction are added at this portion, and the same color is added. 5 pixels of each other are added together, and the 5 pixel addition charge of G as the second addition charge is obtained.
(5G) is generated.

【0044】この結果、垂直転送路には、5G、5R、
空、空、空、5G、5R、空、空、空…の繰り返しで全画
素が読み出された状態が作り出される。その後、垂直転
送1段、水平転送、垂直転送5段、水平転送の繰り返し
で外部へ信号を読み出すと、5倍のフレームレートで同
色加算全画素読み出しが実現する。
As a result, 5G, 5R,
A state in which all pixels are read is created by repeating sky, sky, sky, 5G, 5R, sky, sky, sky .... After that, when signals are read out by repeating vertical transfer 1 stage, horizontal transfer, vertical transfer 5 stages, and horizontal transfer, the same color addition all-pixels read is realized at a frame rate of 5 times.

【0045】次に、本発明の第1の実施の形態を図1な
いし図13を参照して説明する。
Next, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0046】図1において、1は撮像装置で、この撮像
装置1は、静止画動画兼用のデジタルカメラに用いられ
るもので、固体撮像素子であるCCDイメージセンサと
してのCCD2と、このCCD2を駆動する駆動回路と
してのCCD駆動回路3とを備えている。そして、この
CCD2は、いわゆるカラーベイヤー配列間引き対応イ
ンターライン型インターレーススキャンCCDで、静止
画動画兼用を特徴とし、動画専用用途のCCDに較べて
画素数が著しく多いため、静止画撮影時にはメカニカル
シャッタを併用する事で全画素を個別に読み出す一方、
動画撮影時には、全水平ラインの1/5の画素のみを選
択的に間引いて読み出せる様になっており、多画素であ
っても動画時のフレームレート(単位時間当たりのコマ
数)を高く維持する工夫がされている。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an image pickup device, and this image pickup device 1 is used in a digital camera that also serves as a still image and a moving image. A CCD drive circuit 3 as a drive circuit is provided. The CCD 2 is a so-called color Bayer array thinning-compatible interline type interlaced scan CCD, which is also used as a still image / moving image, and has a significantly larger number of pixels than a CCD dedicated to moving images. By using together, while reading out all pixels individually,
When shooting a movie, only 1/5 of all horizontal lines can be selectively thinned out and read out. Even with multiple pixels, the frame rate (number of frames per unit time) during movie is kept high. It has been devised to do so.

【0047】また、CCD2は、CCD駆動回路3の駆
動信号4により駆動され、画像信号5を出力する。そし
て、CCD駆動回路3がCCD2に与える駆動信号4に
は、後述するように、垂直転送路ゲート信号が流れる垂
直転送路ゲート電極V1A,V1B,V2,V3A,V3B,V4が含まれて
いる。さらに、CCD駆動回路3には、デジタルカメラ
の制御手段から駆動モード切替信号6が入力され、この
駆動モード切替信号6により、CCD駆動回路3がCC
D2の駆動動作モードを切り替えるようになっている。
すなわち、本実施の形態では、第1の駆動モードとして
の動画モードと、第2の駆動モードとしての静止画モー
ドとが切り替えられる。
The CCD 2 is driven by the drive signal 4 of the CCD drive circuit 3 and outputs the image signal 5. The drive signal 4 given to the CCD 2 by the CCD drive circuit 3 includes vertical transfer path gate electrodes V1A, V1B, V2, V3A, V3B, V4 through which vertical transfer path gate signals flow, as described later. Further, a driving mode switching signal 6 is input to the CCD driving circuit 3 from the control means of the digital camera, and the driving mode switching signal 6 causes the CCD driving circuit 3 to CC.
The drive operation mode of D2 is switched.
That is, in the present embodiment, the moving image mode as the first drive mode and the still image mode as the second drive mode are switched.

【0048】また、CCD2は、図2に内部構造を示す
ように、光電変換手段としてのフォトダイオード11と、
これらフォトダイオード11に接続された第1の転送路と
しての垂直転送路12と、これら垂直転送路12にそれぞれ
接続された垂直転送路ゲート信号配線13とを備えてい
る。また、図中、矢印14は、図示しない水平転送路方向
への転送方向である正方向を示している。なお、以下、
この水平転送路方向の反対方向を逆方向とし、この逆方
向への転送を逆転転送として説明する。
The CCD 2 has a photodiode 11 as photoelectric conversion means, as shown in FIG.
A vertical transfer path 12 as a first transfer path connected to the photodiodes 11 and a vertical transfer path gate signal wiring 13 connected to each of the vertical transfer paths 12 are provided. Further, in the figure, an arrow 14 indicates a forward direction which is a transfer direction to a horizontal transfer path direction (not shown). In addition, below,
The opposite direction to the horizontal transfer path direction is referred to as the reverse direction, and the transfer in the opposite direction is referred to as the reverse transfer.

【0049】また、フォトダイオード11は、それぞれ画
素を構成し、二次元的に所定のパターンで配列され、本
実施の形態では、原色ベイヤー配列すなわち原色方式で
あるベイヤ方式で、所定の縦列のカラーフィルタの組み
合わせがRGRG…となり、Rが偶数番目、Gが奇数番
目の水平ライン上にあり、この縦列に隣接する縦列のカ
ラーフィルタの組み合わせがGBGB…で、Gが偶数番
目、Bが奇数番目の水平ライン上にある。
The photodiodes 11 each form a pixel and are two-dimensionally arranged in a predetermined pattern. In the present embodiment, the primary color Bayer array, that is, the Bayer system which is the primary color system, is used to display the colors in predetermined columns. The combination of filters is RGRG ..., R is on an even-numbered horizontal line and G is on an odd-numbered horizontal line, and the combination of color filters in a column adjacent to this column is GBGB ... It is on a horizontal line.

【0050】そして、フォトダイオード11に蓄積された
電荷は、それぞれに隣接する垂直転送路12のゲート電極
にプラス電位の電荷読出電圧である電荷読出パルスが加
わることで、垂直転送路12側に読み出される。そして、
CCD2のこのような電荷読出動作を伴う垂直転送路ゲ
ート電極の組み合わせは、図2に示すように、電荷読出
電極V1A,V1B,V3A,V3Bの4系統であり、これら4系統の
電極に、電荷読出動作を伴わない垂直転送専用ゲート電
極V2,V4を加え、合計6系統の垂直転送路ゲート電極が
存在し、それぞれ垂直転送路ゲート信号配線13に接続さ
れている。なお、このような垂直転送路ゲート信号配線
13は、現在、静止画動画兼用の多画素の多画素のCCD
として最も一般的なものである。そして、本実施の形態
のCCD2では、図2に示すように、V1Aが10画素(ラ
イン)ごとに1個(5の倍数の奇数ライン番号のG及びB
の画素)、V3Aが10画素(ライン)ごとに1個(10の倍
数の水平ライン番号のR及びBの画素)接続されている
ので、これらV1A,V3Aに隣接する画素のみから選択的に
電荷を読み出すことで、1/5間引き読み出しが容易に
実現できるようになっている。
The charges accumulated in the photodiodes 11 are read out to the vertical transfer path 12 side by applying a charge read pulse which is a charge read voltage having a positive potential to the gate electrodes of the vertical transfer paths 12 adjacent to each other. Be done. And
As shown in FIG. 2, the combination of the vertical transfer path gate electrodes associated with such charge reading operation of the CCD 2 is four systems of charge reading electrodes V1A, V1B, V3A, V3B, and these four systems of electrodes are provided with the charges. In addition to the vertical transfer dedicated gate electrodes V2 and V4 which do not involve the reading operation, there are a total of six systems of vertical transfer path gate electrodes, each of which is connected to the vertical transfer path gate signal line 13. Note that such vertical transfer path gate signal wiring
13 is a multi-pixel multi-pixel CCD currently used for both still and moving images.
As the most common one. In the CCD 2 of this embodiment, as shown in FIG. 2, one V1A is provided for every 10 pixels (lines) (G and B of odd line numbers that are multiples of 5).
, V3A is connected to every 10 pixels (lines) (pixels of R and B having horizontal line numbers that are multiples of 10), so that charges are selectively applied only from the pixels adjacent to V1A and V3A. It is possible to easily realize the 1/5 thinning-out reading by reading.

【0051】なお、本実施の形態のCCD2は一例を示
しているにすぎず、実際にはV1A,V3Aに相当する電極を
カラーフィルタを考慮しつつ何ラインごとに配置するか
で、色々な間引き率に対応したCCDが存在している。
ちなみに、上記の電極構成では容易に実現できない高度
に複雑な読み出し動作を実現しようとして安易に電荷読
出動作を伴うゲート電極の組み合わせ数を増やすと、C
CDの内部配線が複雑になるばかりでなく、増加した垂
直転送路ゲート配線の数分だけ外部駆動回路が必要にな
り、コスト増、装置の大型化、消費電力の増加などの弊
害をもたらすことは先に述べた通りである。
Note that the CCD 2 of this embodiment is merely an example, and in reality, various thinning-outs are performed depending on how many lines the electrodes corresponding to V1A and V3A are arranged in consideration of the color filter. There is a CCD corresponding to the rate.
By the way, if the number of combinations of gate electrodes accompanied by a charge read operation is easily increased in order to realize a highly complicated read operation that cannot be easily realized by the above electrode configuration, C
Not only the internal wiring of the CD becomes complicated, but also an external drive circuit is required for the number of increased vertical transfer path gate wirings, which causes adverse effects such as cost increase, device size increase, and power consumption increase. As mentioned above.

【0052】次に、実際の信号読出動作について、静止
画モードから説明する。
Next, the actual signal reading operation will be described from the still image mode.

【0053】まず、全フォトダイオード11は、電子シャ
ッタ動作により、不要な電荷がCCDの基板部へ掃き捨
てられて、図示しない光学系を介した露光に対して一斉
に電荷の蓄積を開始する。そして、所定の露光時間が経
過して露光が終了すると、図示しないメカニカルシャッ
タなどの遮光手段によりフォトダイオード11への光路が
遮断され、各フォトダイオード11は、以後全電荷が読み
出し終わるまで暗黒状態で保持される。
First, in all the photodiodes 11, unnecessary charges are swept to the substrate portion of the CCD by the electronic shutter operation, and charge accumulation is started all at once for exposure through an optical system (not shown). Then, when the exposure is completed after a predetermined exposure time elapses, the light path to the photodiode 11 is blocked by a light-shielding device such as a mechanical shutter (not shown), and each photodiode 11 remains in a dark state until all the charges are read out. Retained.

【0054】次に、図3及び図4を参照して、電荷読出
及び垂直転送の状態について説明する。図3及び図4
は、図2の一番左端の縦列における電荷読出と垂直転送
の様子すなわち垂直転送波形とポテンシャルについて説
明しているが、以下の説明において、隣接する縦列を含
む他の全ての縦列で同様の動作が生じているものとす
る。すなわち、電荷読出や垂直転送は、水平ライン単位
で行われる。また、これら図3及び図4において、V1A
〜V4を付した波形は、各垂直転送路ゲート信号の電圧波
形を示し、この電圧波形に直交する方向に示すA〜Gを
付した波形は垂直転送路のポテンシャルを示している。
また、図中、21は電荷読出パルス、22は読み出された電
荷である。まず、初期状態として、各垂直転送路ゲート
信号及びポテンシャル状態がそれぞれ図3のAに示す状
態から、図3のBに示すように、V3A,V3Bに電荷読出パ
ルス21を加える。すると、図3のCに示すように、偶数
ライン上の全ての電荷が垂直転送路へ読み出される。次
いで、V1A〜V4に所定の電圧を加えて、図3のD〜Gに
示すように、読み出した電荷22を1段垂直転送し、最下
部のラインの電荷を図示しない水平転送路に転送する。
この後、水平転送により1ラインの電荷(画素電荷)を全
て読み出す。次いで、1段垂直転送、水平転送を繰り返
し偶数ラインの電荷を個別に全て読み出し、CCD2の
外部に出力して第1フィールドの読み出しを終了する。
Next, the states of charge reading and vertical transfer will be described with reference to FIGS. 3 and 4. 3 and 4
Describes the state of charge reading and vertical transfer, that is, the vertical transfer waveform and potential in the leftmost column in FIG. 2, but in the following description, the same operation is performed in all other columns including adjacent columns. Shall occur. That is, charge reading and vertical transfer are performed in horizontal line units. Also, in these FIGS. 3 and 4, V1A
The waveforms marked with V4 to V4 indicate the voltage waveforms of the vertical transfer path gate signals, and the waveforms marked A to G in the direction orthogonal to the voltage waveforms indicate the potentials of the vertical transfer paths.
In the figure, 21 is a charge read pulse and 22 is the read charge. First, as an initial state, a charge read pulse 21 is applied to V3A and V3B from a state where each vertical transfer path gate signal and potential state are shown in FIG. 3A, as shown in FIG. 3B. Then, as shown in C of FIG. 3, all the charges on the even-numbered lines are read out to the vertical transfer path. Next, by applying a predetermined voltage to V1A to V4, as shown in D to G of FIG. 3, the read charges 22 are vertically transferred by one stage, and the charges of the lowermost line are transferred to a horizontal transfer path (not shown). .
After that, all the charges (pixel charges) of one line are read out by horizontal transfer. Next, one-stage vertical transfer and horizontal transfer are repeated to read all the charges of even-numbered lines individually and output them to the outside of the CCD 2 to complete the reading of the first field.

【0055】続いて、図4のAに示す各垂直転送路ゲー
ト信号及びポテンシャル状態から、図4のBに示すよう
に、V1A,V1Bに電荷読出パルス21を加える。すると、図
4のCに示すように、奇数ライン上の全ての電荷が垂直
転送路へ読み出される。次いで、V1A〜V4に所定の電圧
を加えて、図4のD〜Eに示すように、読み出した電荷
22を1/2段垂直転送し、さらに、図4のF〜Iに示す
ように、読み出した電荷22を1段垂直転送し、最下部の
ラインの電荷を図示しない水平転送路に転送する。この
後、水平転送により1ラインの電荷(画素電荷)を全て読
み出す。次いで、1段垂直転送、水平転送を繰り返し奇
数ラインの電荷を個別に全て読み出し、CCD2の外部
に出力して第2フィールドの読み出しを終了する。
Then, from each vertical transfer path gate signal and potential state shown in A of FIG. 4, as shown in B of FIG. 4, a charge read pulse 21 is applied to V1A and V1B. Then, as shown in C of FIG. 4, all the charges on the odd line are read to the vertical transfer path. Then, by applying a predetermined voltage to V1A to V4, as shown in D to E of FIG.
22 is vertically transferred by 1/2 stage, and further, as shown in F to I of FIG. 4, the read charges 22 are vertically transferred by one stage, and the charges of the lowermost line are transferred to a horizontal transfer path (not shown). After that, all the charges (pixel charges) of one line are read out by horizontal transfer. Then, one-stage vertical transfer and horizontal transfer are repeated to read all the charges of the odd lines individually and output them to the outside of the CCD 2 to complete the reading of the second field.

【0056】このようにして、2フィールドにわたりC
CD2上の電荷を読み出すことにより、静止画モードの
読み出し動作が完了する。図11に模式的に示すよう
に、この静止画モードの動作は、外部遮光手段との併用
により、2フィールドを使って全画素を個別に読み出す
モードであり、1コマが偶数ラインと奇数ラインとで2
分割されていることと、メカニカルシャッタなどの物理
的遮光手段の動作が伴うことに加え、非常に遅いフレー
ムレートとなることから、動画像には向かないものの、
いわゆる多画素CCDの全画素を全て独立で読み出すた
め、静止画としては申し分のない、極めて高精細の画像
を得ることができる。
In this way, C over two fields
The reading operation in the still image mode is completed by reading the charges on the CD 2. As schematically shown in FIG. 11, the operation in the still image mode is a mode in which all pixels are individually read out by using two fields by using together with an external light shielding means, and one frame has an even line and an odd line. In 2
Although it is not suitable for moving images because it is divided and accompanied by the operation of physical light shielding means such as a mechanical shutter, and it has a very low frame rate,
Since all the pixels of a so-called multi-pixel CCD are all independently read, an extremely high-definition image that is satisfactory as a still image can be obtained.

【0057】次に、比較例として、本実施の形態のCC
D2を用いて通常行われる1/5間引きモード、すなわ
ち、4/5ラインを間引いて1/5ラインを読み出すモ
ードを説明する。この1/5間引きモードは、主に動画
の撮影に用いられ、選択されるカラーフィルタの組み合
わせ方が考慮されており、1フィールドでRGB全ての
カラーフィルタ信号が揃うように配慮されている。そし
て、1度の露光、読み出しでRGBが1フィールド内に
揃うので、電荷の読み出し時にメカニカルシャッタなど
の遮光手段による遮光動作を伴う必要もない。そして、
このモードでは、V1A,V3Aのみに電荷読出パルスが与え
られるので、これらV1A,V3Aに接続されないその他のフ
ォトダイオード11すなわち画素の読み出しは行われな
い。すなわち、例えば図2において、R0、G0、G5、
B5、R10、G10…などの網掛けされた水平ライン上の
フォトダイオード11すなわち画素のみが選択的に読み出
される。
Next, as a comparative example, CC of the present embodiment
A 1/5 thinning mode that is normally performed using D2, that is, a mode in which 4/5 lines are thinned and 1/5 lines are read out will be described. This ⅕ thinning mode is mainly used for shooting moving images, and consideration is given to how to combine the selected color filters, and it is considered that all the color filter signals of R, G, and B are aligned in one field. Since RGB are aligned in one field by one exposure and reading, it is not necessary to perform a light blocking operation by a light blocking unit such as a mechanical shutter when reading charges. And
In this mode, since the charge read pulse is applied only to V1A and V3A, the other photodiodes 11 that are not connected to V1A and V3A, that is, pixels, are not read out. That is, for example, in FIG. 2, R0, G0, G5,
Only the photodiodes 11, that is, the pixels, on the horizontal horizontal lines such as B5, R10, G10 ... Are selectively read out.

【0058】以下、この読出動作を図5を参照して説明
する。図5は、図2の一番左端の縦列における電荷読出
と垂直転送の様子について説明しているが、以下の説明
において、隣接する縦列を含む他の全ての縦列で同様の
動作が生じているものとする。すなわち、電荷読出や垂
直転送は、水平ライン単位で行われる。また、この図5
において、21aは、V3Aに加えられる電荷読出パルス、21
bは、V1Aに加えられる電荷読出パルス、22aは、選択さ
れて読み出されたRGラインの電荷、22bは、同じく選
択されて読み出されたGBラインの電荷である。
The read operation will be described below with reference to FIG. FIG. 5 describes the state of charge reading and vertical transfer in the leftmost column in FIG. 2, but in the following description, similar operations occur in all other columns including adjacent columns. I shall. That is, charge reading and vertical transfer are performed in horizontal line units. In addition, this FIG.
, 21a is a charge read pulse applied to V3A, 21a
b is the charge read pulse applied to V1A, 22a is the charge of the selected and read RG line, and 22b is the charge of the similarly selected and read GB line.

【0059】まず、初期状態として、各垂直転送路ゲー
ト信号及びポテンシャル状態がそれぞれ図5のAに示す
状態から、図5のBに示すように、V3Aに電荷読出パル
ス21aを加える。すると、図5のCに示すように、RO、
RlO、R20…、と10ラインおきにRの画素を含むライ
ンの電荷22aが垂直転送路へ読み出される。次いで、V1A
〜V4に所定の電圧を加えて、図5のD〜Eに示すよう
に、読み出した電荷22aを1/2段垂直転送し、さら
に、図5のFに示すように、V1Aに電荷読出パルスを加
える。すると、図5のGに示すように、G5、G15…、
B5、B15…と、同様に10ラインおきにGの画素を含
むラインの電荷22bが垂直転送路へ読み出される。この
状態では、垂直転送路の電荷保持部5段の内、2段分に
のみ電荷22a,22bが存在し、残りは空である。従って、
この後は、垂直転送路3段転送後、水平転送、水平転送
終了後、垂直転送路2段転送後、水平転送…の繰り返し
で水平転送路へと順次垂直転送路上を電荷が転送されて
行く。図12に模式的に示すように、この動画モードの
動作では、フレームレートは静止画モードの5倍の速度
となるが、ラインを大幅に間引いているので、当然なが
らこの動画モードにより得られた画像の垂直方向の空間
周波数再現性は著しく悪化している。
First, as an initial state, a charge read pulse 21a is applied to V3A from the state in which each vertical transfer path gate signal and potential state are shown in FIG. 5A, as shown in FIG. 5B. Then, as shown in C of FIG.
The charges 22a of the line including the R pixel are read out to the vertical transfer path every 10 lines of R10, R20, .... Then V1A
-V4 is applied with a predetermined voltage to vertically transfer the read charges 22a by 1/2 stage as shown in D to E of FIG. 5, and further, as shown in F of FIG. Add. Then, as shown in G of FIG. 5, G5, G15, ...
Similarly to B5, B15, ..., The electric charge 22b of the line including the G pixel is read out every 10 lines to the vertical transfer path. In this state, the charges 22a and 22b are present in only two of the five charge holding portions of the vertical transfer path, and the rest are empty. Therefore,
After that, charges are sequentially transferred to the horizontal transfer path by repeating horizontal transfer, horizontal transfer, horizontal transfer completion, vertical transfer path two-stage transfer, horizontal transfer ... . As schematically shown in FIG. 12, in this motion picture mode operation, the frame rate is five times as fast as that in the still picture mode, but since the lines are thinned out significantly, it is naturally obtained by this motion picture mode. The spatial frequency reproducibility of the image in the vertical direction is significantly deteriorated.

【0060】次に、本実施の形態による同色5ライン足
し合わせ全画素読出モードである動画モードについて、
図6及び図7を参照して説明する。
Next, regarding the moving image mode which is the all-pixel reading mode for adding 5 lines of the same color according to the present embodiment,
This will be described with reference to FIGS. 6 and 7.

【0061】これら図6及び図7においては、図2の一
番左端の縦列における電荷読出と垂直転送の様子につい
て説明しているが、以下の説明において、隣接する縦列
を含む他の全ての縦列で同様の動作が生じているものと
する。すなわち、加算や電荷読出、垂直転送は、水平ラ
イン単位で行われる。また、図6に示すV1A〜V4を付し
た各垂直転送路ゲート信号の電圧波形と、図7に示すV1
A〜V4を付した各垂直転送路ゲート信号の電圧波形と
は、同一のものである。一方、この電圧波形に直交する
方向に示すA〜Tを付した垂直転送路のポテンシャル状
況を示す波形は、図6が前半部分を示し、図7が後半部
分を示している。
6 and 7, the charge read and vertical transfer in the leftmost column of FIG. 2 is described. In the following description, all other columns including adjacent columns are described. It is assumed that the same operation occurs in. That is, addition, charge reading, and vertical transfer are performed in horizontal line units. In addition, the voltage waveform of each vertical transfer path gate signal with V1A to V4 shown in FIG. 6 and V1 shown in FIG.
The voltage waveforms of the vertical transfer path gate signals with A to V4 are the same. On the other hand, FIG. 6 shows the first half portion and FIG. 7 shows the latter half portion of the waveforms showing the potential status of the vertical transfer paths marked with AT in the direction orthogonal to this voltage waveform.

【0062】まず、初期状態として、各垂直転送路ゲー
ト信号及びポテンシャル状態がそれぞれ図6のAに示す
状態から、図6のBに示すように、V3A,V3Bにそれぞれ
電荷読出電圧としての電荷読出パルス31a,31bを与え、
偶数ラインの電荷33のみを全て垂直転送路に読み出す。
次に、図6のC〜Hに示すように、V3Bの電荷読出パル
ス31bの印加は停止するが、V3Aには電荷読出パルス31a
を加えたまま、4段分正方向に垂直転送を行う。する
と、垂直転送を行っても、10ラインおき、すなわち5
段おきのV3Aの電極部分でポテンシャル井戸が深くなっ
ているため、読み出された偶数ラインの電荷(画素電荷)
は、V3A下の電荷保持部において、Rの画素の同色5画
素分の電荷が混合すなわち加算される。そして、V3Aの
電荷読出パルス31aの印加を停止した状態で、図6のI
及び図7のIに示すように、1段あたりに5画素分の電
荷が足し合わされた第1の加算電荷としての5画素混合
電荷34が保持された状態となる。
First, as an initial state, from the state in which each vertical transfer path gate signal and the potential state are shown in FIG. 6A to V3A and V3B in FIG. Give pulses 31a, 31b,
Only the charges 33 on the even lines are all read out to the vertical transfer path.
Next, as shown in C to H of FIG. 6, the application of the charge read pulse 31b for V3B is stopped, but the charge read pulse 31a for V3A is stopped.
With the above added, vertical transfer is performed in the positive direction for four stages. Then, even if vertical transfer is performed, every 10 lines, that is, 5 lines
Since the potential well is deeper in the V3A electrode section at every other stage, the charges on the read even lines (pixel charges)
In the charge holding unit under V3A, charges of 5 pixels of the same color of R pixels are mixed, that is, added. Then, with the application of the V3A charge read pulse 31a stopped, I of FIG.
Further, as shown by I in FIG. 7, the five-pixel mixed charge 34 as the first added charge, in which the charges of five pixels are added per one stage, is held.

【0063】そして、この図6のI及び図7のIに示す
状態から、V1A〜V4に所定の電圧を加えて、図7のJ〜
Lに示すように、5画素混合電荷を水平転送路方向に
2.5段分垂直転送し、V1A電極下に偶数ラインの5画
素混合電荷を一時待避させる。この状態から、図7のM
に示すように、V1Bに電荷読出パルス32bを与え、奇数ラ
インの電荷の4/5を読み出す。次いで、図7のNに示
すように、このV1Bの電荷読出パルス32bの印加を停止し
た後、V1A〜V4に所定の電圧を加えて、図7のO〜Rに
示すように、偶数ラインの5画素混合電荷34及び奇数ラ
インの4/5の電荷を、一段分、水平転送路に向かって
垂直転送する。
Then, from the state shown in I of FIG. 6 and I of FIG. 7, a predetermined voltage is applied to V1A to V4, and J to J of FIG.
As shown by L, the 5-pixel mixed charge is vertically transferred by 2.5 stages in the horizontal transfer path direction, and the 5-pixel mixed charge of the even line is temporarily saved below the V1A electrode. From this state, M
As shown in, the charge read pulse 32b is applied to V1B to read 4/5 of the charge on the odd line. Next, as shown at N in FIG. 7, after the application of the charge read pulse 32b at V1B is stopped, a predetermined voltage is applied to V1A to V4, and as shown in OR at FIG. The five-pixel mixed charge 34 and the charge of 4/5 of the odd line are vertically transferred by one stage toward the horizontal transfer path.

【0064】次いで、図7のSに示すように、V1Aに電
荷読出パルス32aを与え、奇数ラインの残りの1/5ラ
インの電荷を垂直転送路へ読み出す。次いで、図7のT
に示すように、V1Aの電荷読出パルス32aの印加を停止し
た後、この図7のTに示すV1Aの電極下では、奇数ライ
ンのうち、隣接する2画素分が混合され、残りの奇数ラ
インの電荷保持部には1画素分の電荷が読み出され保持
された状態となる。この状態で、5R,2G,G,G,
G,5R,2G,G,G,G,…の繰り返しの形で、全
画素の電荷が垂直転送路へ一部加算され読み出された状
態になる。
Then, as shown in S of FIG. 7, a charge read pulse 32a is applied to V1A to read the charges of the remaining 1/5 line of the odd line to the vertical transfer path. Then, in FIG.
As shown in FIG. 7, after the application of the charge read pulse 32a of V1A is stopped, under the electrode of V1A shown in T of FIG. 7, adjacent two pixels of the odd lines are mixed and the remaining odd lines are The electric charge for one pixel is read out and held in the electric charge holding portion. In this state, 5R, 2G, G, G,
In the repeating form of G, 5R, 2G, G, G, G, ..., the charges of all pixels are partially added to the vertical transfer path and read.

【0065】さらに、この後の垂直転送及び水平転送は
図8ないし図10に示すように行われる。すなわち、図
8(A)は、図7のTに示す垂直転送路の状態を示してい
る。また、図8ないし図10の41は垂直転送路を示し、
42は水平転送路を示している。そして、この図8(A)の
段階では、上記の読み出し動作の過程の結果により、既
に水平転送路42には、偶数ラインの5画素混合電荷(R0
+R2+R4+R6+R8)34が存在している。そこで、図8
(B)に示すように、この5画素混合電荷(R0+R2+R4+
R6+R8)34を水平転送で読み出した後、図8(C)に示す
ように、水平転送を止めたまま垂直転送を行い、水平転
送路で奇数ラインの加算すなわち画素混合を行う。ま
た、この図8(C)に示す状態では、水平転送路上の電荷
(G1+G3)は、画面の端部のため、足し合わせが足り
ず、不完全な混合画素数となっている。そこで、図9
(D)に示すように、この電荷(G1+G3)を水平転送出
力したのち、図9(E)に示すように、1段分垂直転送を
行って、5画素が足し合わされた偶数ラインの5画素混
合電荷(R10+R12+R14+R16+R18)34を水平転送路へ転
送する。
Further, the subsequent vertical transfer and horizontal transfer are performed as shown in FIGS. That is, FIG. 8A shows the state of the vertical transfer path indicated by T in FIG. Also, 41 in FIGS. 8 to 10 represents a vertical transfer path,
42 indicates a horizontal transfer path. Then, at the stage of FIG. 8 (A), as a result of the process of the above-mentioned read operation, the horizontal line 42 already has an even number of 5 pixel mixed charges (R0).
+ R2 + R4 + R6 + R8) 34 is present. Therefore, FIG.
As shown in (B), this 5 pixel mixed charge (R0 + R2 + R4 +
After reading R6 + R8) 34 by horizontal transfer, as shown in FIG. 8C, vertical transfer is performed with the horizontal transfer stopped, and addition of odd lines, that is, pixel mixing is performed on the horizontal transfer path. Further, in the state shown in FIG. 8C, the charges (G1 + G3) on the horizontal transfer path are at the end of the screen, and therefore the addition is insufficient, resulting in an incomplete mixed pixel number. Therefore, FIG.
As shown in (D), after the charges (G1 + G3) are horizontally transferred and output, as shown in FIG. 9 (E), one stage of vertical transfer is performed, and five pixels are added to form an even line. The 5 pixel mixed charge (R10 + R12 + R14 + R16 + R18) 34 is transferred to the horizontal transfer path.

【0066】そして、図9(F)に示すように、この5画
素混合電荷(R10+R12+R14+R16+R18)34を水平転送に
より出力する。次いで、図10(G)に示すように、1段
分垂直転送を行って、奇数ラインの2画素を足し合わせ
た電荷(G5+G7)を水平転送路へ転送する。次いで、
図10(H〜I)に示すように、水平転送を行わないうち
に、引き続き3段分の垂直転送を行い、水平転送路上で
奇数ラインの加算を行い、第2の加算電荷としての5画
素加算信号電荷である5画素混合電荷(G5+G7+G9+G1
1+G13)44を生成する。
Then, as shown in FIG. 9F, the five-pixel mixed charge (R10 + R12 + R14 + R16 + R18) 34 is output by horizontal transfer. Next, as shown in FIG. 10 (G), vertical transfer is performed for one stage, and charges (G5 + G7) obtained by adding two pixels of the odd line are transferred to the horizontal transfer path. Then
As shown in FIGS. 10 (H to I), vertical transfer for three stages is continuously performed before horizontal transfer is performed, and odd-numbered lines are added on the horizontal transfer path to obtain 5 pixels as the second added charge. 5 pixel mixed charge (G5 + G7 + G9 + G1) which is the addition signal charge
1 + G13) 44 is generated.

【0067】そして、この電荷を水平転送で出力した後
は、上記と同様に、1段垂直転送、水平転送、4段垂直
転送、水平転送…との動作を繰り返し、画像信号を外部
へ読み出す。このように、垂直転送路41に全画素が一部
加算されて読み出された後は、垂直転送路41を1段、4
段の繰り返しで転送動作させることにより、結果とし
て、静止画の5倍のフレームレートで全画素信号を読み
出すことができる。
After the charges are output by horizontal transfer, the operations of one-stage vertical transfer, horizontal transfer, four-stage vertical transfer, horizontal transfer ... In this way, after all the pixels are partially added to the vertical transfer path 41 and read out, the vertical transfer path 41 is read by one stage or four.
By performing the transfer operation by repeating the steps, as a result, all pixel signals can be read at a frame rate five times as high as that of the still image.

【0068】そして、図13は、この同色5ライン足し
合わせ全画素読出モードにより、最終的に足し合わされ
て読み出された画素の組み合わせを模式的に示してい
る。なお、電荷の本来の配列は、G1〜3→R0〜8→G5
〜13→R10〜18→G15〜23→R20〜28…となるべきとこ
ろ、この図13から分かるように、本実施の形態では、
R0〜8→G1〜3→R10〜18→G5〜13→R20〜28→G15
〜23…との順で5画素混合電荷である加算信号が出さ
れ、偶数ラインと奇数ラインとの位置関係が逆転してい
る。そして、このような現象は、この実施の形態に示す
CCD2の後段に配置される画像処理などを司るCCD
2外部の構成要素により、例えば、1ライン分の画像デ
ータを記録できる処理装置としてのラインバッファを設
け、先に出力されたライン信号を一時保持し、次のライ
ン信号を先に通過させ、偶数ラインと奇数ラインとの信
号を入れ替える処理などを行うことで、補償することが
できる。
Then, FIG. 13 schematically shows a combination of pixels finally added and read by the all-pixel reading mode for adding five lines of the same color. The original arrangement of charges is G1 to 3 → R0 to 8 → G5
13 to R10 to 18 to G15 to 23 to R20 to 28 ... As can be seen from FIG. 13, in the present embodiment,
R0 ~ 8 → G1 ~ 3 → R10 ~ 18 → G5 ~ 13 → R20 ~ 28 → G15
..... 23 ... In this order, an addition signal which is a 5 pixel mixed charge is output, and the positional relationship between the even lines and the odd lines is reversed. Then, such a phenomenon is caused by the CCD arranged in the subsequent stage of the CCD 2 shown in this embodiment, which controls the image processing and the like.
2 With an external component, for example, a line buffer as a processing device capable of recording image data for one line is provided, the line signal output earlier is temporarily held, the next line signal is passed first, The compensation can be performed by performing a process of exchanging the signals of the lines and the odd lines.

【0069】また、このように、電荷(画素電荷)を混合
して読み出す場合、垂直転送路あるいは水平転送路の電
荷転送容量が問題となることが考えられる。すなわち、
各転送路の転送容量は、フォトダイオード11の飽和蓄積
電荷量の5倍が必要である。この対策としては、垂直転
送路及び水平転送路の電荷転送容量を、画素混合される
量に見合った容量として設計し製造されたCCDを使用
することも考えられるが、通常の設計のCCDであって
も、画素混合を行う場合には、CCDの基板バイアス電
圧を相応に高い電圧として、フォトダイオードの飽和蓄
積電荷量を制限すれば容易に対処可能である。
Further, when the charges (pixel charges) are mixed and read out as described above, the charge transfer capacity of the vertical transfer path or the horizontal transfer path may become a problem. That is,
The transfer capacity of each transfer path needs to be five times the saturated accumulated charge amount of the photodiode 11. As a countermeasure for this, it is conceivable to use a CCD manufactured by designing and manufacturing the charge transfer capacities of the vertical transfer path and the horizontal transfer path as a capacity commensurate with the amount of pixels to be mixed. However, when pixels are mixed, it can be easily dealt with by setting the substrate bias voltage of the CCD to a correspondingly high voltage to limit the saturated accumulated charge amount of the photodiode.

【0070】また、この実施の形態では、原色ベイヤー
配列を例にあげて説明したが、これに限られず、1つの
縦ラインのカラーフィルタが2組以下であれば、どのよ
うなフィルタ配列であっても適用可能である。すなわ
ち、第4の実施の形態に示すフィルタ配列など以外に
も、現存するほとんど全てのフィルタ配列において適用
可能である。
In this embodiment, the primary color Bayer array has been described as an example, but the present invention is not limited to this, and what kind of filter array is provided as long as the number of color filters of one vertical line is two or less. However, it is applicable. That is, it can be applied to almost all existing filter arrays other than the filter array shown in the fourth embodiment.

【0071】このように、本実施の形態によれば、イン
ターレースCCDでは、ほとんどのカラーフィルタ配列
において、現状の構成のまま、電荷読出の手法を変更す
るだけで、いわば高フレームレート同色加算全画素読み
出しを実現できる。この結果、コストが上昇することな
く、あるいはコストの上昇を抑制しつつ、動画像の画質
を著しく向上できるとともに、加算読み出しによる高感
度化効果に伴い、動画の撮影条件を、特に暗いシーンな
どで大きく広げることができる。また、CCDの画素数
の増加に伴い、ラインの加算数が増加しても、垂直転送
電極の数は変わらず、コストの上昇を抑制できる。
As described above, according to the present embodiment, in the interlaced CCD, in almost all color filter arrays, it is possible to change the charge reading method with the current configuration, so to speak, a high frame rate same color addition all pixels. Reading can be realized. As a result, the image quality of the moving image can be significantly improved without increasing the cost or while suppressing the cost increase, and the high-sensitivity effect of the additive reading allows the shooting conditions of the moving image to be improved especially in a dark scene. It can be greatly expanded. Further, even if the number of lines added increases with the increase in the number of pixels of the CCD, the number of vertical transfer electrodes does not change, and the increase in cost can be suppressed.

【0072】また、本実施の形態では、垂直転送路にお
いて、電荷を水平転送路方向である正方向のみに転送す
れば良く、逆転転送する必要がないため、逆転転送の転
送効率が著しく低下したCCDについても対応でき、汎
用性を向上できる。
Further, in the present embodiment, in the vertical transfer path, it is sufficient to transfer the charges only in the positive direction which is the horizontal transfer path direction, and it is not necessary to perform the reverse transfer. Therefore, the transfer efficiency of the reverse transfer is significantly reduced. It can also be applied to CCDs and can improve versatility.

【0073】次に、第2の実施の形態について、図14
ないし図19を参照して説明する。なお、この第2の実
施の形態のCCD2の内部構成及びCCD2の駆動を含
む基本動作は、図1及び図2などに示す第1の実施の形
態と全く同様である。そして、この実施の形態では、同
色5ライン足し合わせ全画素読出駆動において、第1の
実施の形態で必要となったCCD2外部の構成要素によ
るライン入れ替え処理を、CCD2の駆動手法を工夫す
ることにより不要とすることができるものである。
Next, the second embodiment will be described with reference to FIG.
It will be described with reference to FIGS. The internal configuration of the CCD 2 of the second embodiment and the basic operation including driving of the CCD 2 are exactly the same as those of the first embodiment shown in FIGS. In this embodiment, in the all-pixel read drive for adding 5 lines of the same color, the line replacement processing by the components outside the CCD 2 necessary in the first embodiment is devised by devising the driving method of the CCD 2. It can be unnecessary.

【0074】以下、第2の実施の形態による同色5ライ
ン足し合わせ全画素読出モードについて、図15及び図
16を参照して説明する。これら図15及び図16にお
いては、図2の一番左端の縦列における電荷読出と垂直
転送の様子について説明しているが、以下の説明におい
て、隣接する縦列を含む他の全ての縦列で同様の動作が
生じているものとする。すなわち、加算や電荷読出、垂
直転送は、水平ライン単位で行われる。また、図15に
示すV1A〜V4を付した各垂直転送路ゲート信号の電圧波
形と、図16に示すV1A〜V4を付した各垂直転送路ゲー
ト信号の電圧波形とは、同一のものである。一方、この
電圧波形に直交する方向に示すA〜Sを付した垂直転送
路のポテンシャル状況を示す波形は、図15が前半部分
を示し、図16が後半部分を示している。
Hereinafter, the same color 5 line addition all-pixel reading mode according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 15 and 16. 15 and 16, the state of charge reading and vertical transfer in the leftmost column in FIG. 2 is described, but in the following description, the same applies to all other columns including adjacent columns. It is assumed that the operation is occurring. That is, addition, charge reading, and vertical transfer are performed in horizontal line units. Further, the voltage waveforms of the respective vertical transfer path gate signals denoted by V1A to V4 shown in FIG. 15 and the voltage waveforms of the respective vertical transfer path gate signals denoted by V1A to V4 shown in FIG. 16 are the same. . On the other hand, FIG. 15 shows the first half part and FIG. 16 shows the second half part of the waveforms showing the potential status of the vertical transfer paths denoted by A to S shown in the direction orthogonal to this voltage waveform.

【0075】まず、初期状態として、各垂直転送路ゲー
ト信号及びポテンシャル状態がそれぞれ図15のAに示
す状態から、図15のBに示すように、V3A,V3Bにそれ
ぞれ電荷読出パルス31a,31bを与え、偶数ラインの電荷
のみを全て垂直転送路に読み出す。次に、図15のC〜
Hに示すように、V3Bの電荷読出パルス31bの印加は停止
するが、V3Aには電荷読出パルス31aを加えたまま、4段
分正方向に垂直転送を行う。すると、垂直転送を行って
も、10ラインおき、すなわち5段おきのV3Aの電極部
分でポテンシャル井戸が深くなっているため、読み出さ
れた偶数ラインの電荷(画素電荷)は、V3A下の電荷保持
部において、Rの画素の同色5画素分の電荷が混合すな
わち加算される。そして、V3Aの電荷読出パルス31aの印
加を停止した状態で、図15のI及び図16のIに示す
ように、1段あたりに5画素分の電荷が足し合わされた
5画素混合電荷34が保持された状態となる。
First, as an initial state, charge transfer pulses 31a and 31b are applied to V3A and V3B, respectively, from the state shown in FIG. 15A for each vertical transfer path gate signal and potential state, as shown in FIG. 15B. Then, all the charges on the even lines are read out to the vertical transfer path. Next, from C of FIG.
As indicated by H, application of the charge read pulse 31b of V3B is stopped, but vertical transfer is performed in the positive direction for four stages while the charge read pulse 31a is added to V3A. Then, even if the vertical transfer is performed, the potential wells are deeper in the V3A electrode portion in every 10 lines, that is, in every 5 steps, so the read even-numbered line charges (pixel charges) are the charges below V3A. In the holding unit, charges of 5 pixels of the same color of R pixels are mixed, that is, added. Then, with the application of the charge read pulse 31a of V3A stopped, as shown by I in FIG. 15 and I in FIG. 16, a 5-pixel mixed charge 34 in which charges for 5 pixels are added per stage is held. It will be in the state of being.

【0076】そして、この図15のI及び図16のIに
示す状態から、V1A〜V4に所定の電圧を加えて、図16
のJ〜Kに示すように、5画素混合電荷34を水平転送路
とは逆方向に2.5段分垂直転送、いわば逆転転送し、
V1A電極下に偶数ラインの5画素混合電荷34を一時待避
させる。この状態から、図16のLに示すように、V1B
に電荷読出パルス32bを与え、奇数ラインの電荷の4/
5を読み出す。次いで、図16のMに示すように、この
V1Bの電荷読出パルス32bの印加を停止した後、V1A〜V4
に所定の電圧を加えて、図16のN〜Oに示すように、
偶数ラインの5画素混合電荷34及び奇数ラインの4/5
の電荷を、一段分、正方向にすなわち水平転送路に向か
って垂直転送する。
Then, from the states shown in I of FIG. 15 and I of FIG. 16, a predetermined voltage is applied to V1A to V4, and
As shown in J to K, the five-pixel mixed charge 34 is vertically transferred by 2.5 stages in a direction opposite to the horizontal transfer path, so to speak, reverse transfer,
The 5 pixel mixed charge 34 of the even line is temporarily saved under the V1A electrode. From this state, as shown in L of FIG. 16, V1B
The charge read pulse 32b is applied to 4 /
Read 5 Then, as shown in M of FIG.
After stopping the application of V1B charge read pulse 32b, V1A to V4
16 to a predetermined voltage, as shown in N to O of FIG.
5 pixel mixed charge 34 on even lines and 4/5 on odd lines
Charges of one stage are vertically transferred in the positive direction, that is, toward the horizontal transfer path.

【0077】次いで、図16のPに示すように、V1Aに
電荷読出パルス32aを与え、奇数ラインの残りの1/5
ラインの電荷を垂直転送路へ読み出す。すると、この図
16のPに示すV1Aの電極下では、奇数ラインのうち、
隣接する2画素分が混合され、残りの奇数ラインの電荷
保持部には1画素分の電荷が読み出され保持された状態
となる。この状態から、図16のQ〜Rに示すように、
V1Aに電荷読出パルス32aを加えたまま、各電荷を正方向
に3段分垂直転送する。すると、図16のRに示すよう
に、V1Aの電極下の電荷保持部において、Gの画素同色5
画素分の電荷が加算され、5画素混合電荷44が生成され
る。そして、V1Aの電荷読出パルス32aの印加を停止した
後、図16のSに示すように、1段あたりに偶数ライ
ン、奇数ラインそれぞれの電荷が同色同士で5画素分足
し合わされた5画素混合電荷34,44が保持された状態と
なる。
Then, as shown in P of FIG. 16, a charge read pulse 32a is applied to V1A, and the remaining 1/5 of the odd line is supplied.
The line charge is read out to the vertical transfer path. Then, under the electrode of V1A shown in P of FIG. 16, among the odd lines,
Adjacent two pixels are mixed, and the electric charges for one pixel are read out and held in the electric charge holding portions of the remaining odd lines. From this state, as shown in Q to R of FIG.
Each charge is vertically transferred by three stages in the positive direction while the charge read pulse 32a is applied to V1A. Then, as shown in R of FIG. 16, in the charge holding portion under the electrode of V1A, the pixel of the same color of G 5
The charges for the pixels are added to generate a 5-pixel mixed charge 44. Then, after the application of the charge read pulse 32a of V1A is stopped, as shown in S of FIG. 16, the charge of each even-numbered line and the number of odd-numbered lines are added by 5 pixels in the same color for each 5 pixel mixed charge. 34 and 44 are held.

【0078】さらに、この後の垂直転送及び水平転送は
図17ないし図19に示すように行われる。すなわち、
図17(A)は、図16のSに示す垂直転送路の状態を示
している。また、図17ないし図19の41は垂直転送路
を示し、42は水平転送路を示している。図15及び図1
6に示す工程では、垂直転送路41で複数ラインを足し合
わせているが、端部、例えば水平転送路42側である一番
下側のライン43では、全ての有効画素の足し合わせはで
きず、不完全な画素混合状況が発生している。そこで、
まず、このライン43の不完全な混合画素を垂直転送、水
平転送で外部に読み出す。この後、図17(B)に示すよ
うに、最初の有効な5画素混合ラインを水平転送路に転
送する。この5画素混合ラインの上部には、空の電荷保
持部が3段分存在するため、ここで直ちに水平転送を行
わず、図17(C)、図18(D)、及び図18(E)に示
すように、3段分垂直転送を行う。即ち、最初の有効ラ
インを水平転送路に転送した分を含めると、水平転送を
行う前に4段の垂直転送を行う。その後、図18(F)に
示すように、水平転送を行って、最初の有効5画素混合
ラインを読み出し、次に、図19(G)に示すように、1
段分垂直転送を行って、次の有効5画素混合ラインを水
平転送路に転送する。そして、今回は、図19(H)に示
すように、直ぐ上に有効ラインが存在するため、直ちに
水平転送を行い、図19(I)に示すように、1段分垂直
転送を行う。
Further, the subsequent vertical transfer and horizontal transfer are performed as shown in FIGS. That is,
FIG. 17A shows the state of the vertical transfer path indicated by S in FIG. Further, 41 in FIGS. 17 to 19 indicates a vertical transfer path, and 42 indicates a horizontal transfer path. 15 and 1
In the step shown in FIG. 6, a plurality of lines are added together in the vertical transfer path 41, but at the end, for example, the lowermost line 43 on the horizontal transfer path 42 side, all effective pixels cannot be added together. An incomplete pixel mixture situation has occurred. Therefore,
First, the incomplete mixed pixels on the line 43 are read out by vertical transfer and horizontal transfer. After this, as shown in FIG. 17B, the first effective 5-pixel mixed line is transferred to the horizontal transfer path. Since there are three stages of empty charge holding portions above the five-pixel mixed line, horizontal transfer is not performed immediately at this point, and FIGS. 17C, 18D, and 18E are used. As shown in, vertical transfer is performed for three stages. That is, when the transfer of the first valid line to the horizontal transfer path is included, four stages of vertical transfer are performed before horizontal transfer. After that, as shown in FIG. 18F, horizontal transfer is performed to read out the first effective 5-pixel mixed line, and then, as shown in FIG.
Vertical transfer is performed for the number of steps, and the next effective 5 pixel mixed line is transferred to the horizontal transfer path. Then, this time, as shown in FIG. 19 (H), since an effective line exists immediately above, horizontal transfer is immediately performed, and vertical transfer for one stage is performed as shown in FIG. 19 (I).

【0079】そして、以後、4段垂直転送、水平転送、
1段垂直転送、水平転送、…との動作を繰り返し、画像
信号を外部へ読み出す。このように、垂直転送路で全画
素が読み出され同色同士足し合わされた後は、垂直転送
路は4段、1段の繰り返しで正方向に転送動作させるこ
とにより、結果として、静止画の5倍のフレームレート
で全画素信号を読み出すことができる。
After that, four-stage vertical transfer, horizontal transfer,
The operation of one-stage vertical transfer, horizontal transfer, ... Is repeated to read the image signal to the outside. In this way, after all pixels have been read out on the vertical transfer path and the same colors have been added together, the vertical transfer path is repeatedly transferred in the forward direction by repeating four steps and one step, resulting in 5 All pixel signals can be read at a double frame rate.

【0080】なお、図14は、この同色5ライン足し合
わせ全画素読出モードにより、最終的に足し合わされて
読み出された画素の組み合わせを模式的に示している。
このように、本実施の形態では、電荷読出の過程で垂直
転送の方向の反転である逆転転送の動作を行うことによ
り、ラインの読み出し順の補正が可能になり、外部構成
要素などによるライン入れ替え処理の必要もなく、コス
トを低減することが容易になる。
Note that FIG. 14 schematically shows a combination of pixels finally added and read in this all-pixel reading mode for adding five lines of the same color.
As described above, in the present embodiment, by performing the reverse transfer operation that is the reverse of the vertical transfer direction in the process of charge reading, the line reading order can be corrected, and the line replacement by the external component or the like becomes possible. There is no need for treatment and it is easy to reduce costs.

【0081】また、この第2の実施の形態では、偶数ラ
インのみならず奇数ラインも垂直転送路上でライン加算
動作を完結させているが、第1の実施の形態と同様に、
奇数ラインの加算動作は、垂直転送路上での加算と水平
転送路上での加算とを組み合わせて実現することもでき
る。
In addition, in the second embodiment, the line addition operation is completed not only on the even lines but also on the odd lines on the vertical transfer path. However, like the first embodiment,
The addition operation of odd-numbered lines can be realized by combining addition on the vertical transfer path and addition on the horizontal transfer path.

【0082】また、第1の実施の形態においても、奇数
ラインの加算動作を、この第2の実施の形態のように、
垂直転送路上で完結させることもできる。すなわち、本
願で説明する各実施の形態において、奇数ラインの加算
動作は、垂直転送路上で完結させてもよく、また、垂直
転送路上での加算と水平転送路上での加算とを組み合わ
せて実現することができる。
Also in the first embodiment, the odd line addition operation is performed as in the second embodiment.
It can also be completed on the vertical transfer path. That is, in each of the embodiments described in the present application, the addition operation of the odd-numbered lines may be completed on the vertical transfer path, and is realized by combining the addition on the vertical transfer path and the addition on the horizontal transfer path. be able to.

【0083】次に、図20ないし図31に示す第3及び
第4の実施の形態である、間引き対応のプログレッシブ
スキャン方式CCD(プログレッシブCCD)を用いた構
成について概説する。
Next, the structure using the progressive scan type CCD (progressive CCD) corresponding to the thinning-out, which is the third and fourth embodiments shown in FIGS. 20 to 31, will be outlined.

【0084】このプログレッシブCCDでは、3相垂直
転送構造の場合、通常の間引き対応では、電荷読出電極
の数はV2A,V2Bの2系統で、垂直転送電極はV1,V2A,V2B,
V3の合計4系統のところが、本構成を実現するために電
荷読出電極がV2A,V2B,V2C,V2Dの4系統となり、垂直転
送電極はこれら電荷読出電極にV1,V3を加えた合計6系
統に増加させる必要があるが、どのような数のライン加
算であっても、この系統の数が増えることはない。
In this progressive CCD, in the case of a three-phase vertical transfer structure, in the case of normal thinning-out, the number of charge read electrodes is two systems of V2A and V2B, and the vertical transfer electrodes are V1, V2A, V2B,
In order to realize this configuration, the total of 4 systems of V3 are 4 systems of charge read electrodes V2A, V2B, V2C, V2D, and the vertical transfer electrodes are 6 systems of these charge read electrodes plus V1 and V3. It needs to be increased, but no matter how many lines are added, the number of lines does not increase.

【0085】また、4相垂直転送構造の場合、通常の間
引き対応では電荷読出電極の数はV2A,V2Bの2系統で、
垂直転送電極の合計はV1,V2A,V2B,V3,V4の合計5系統の
ところが、本構成を実現するために電荷読出電極がV1,V
2A,V2B,V3の4系統となり垂直転送電極はこれら電荷読
出電極にV1,V3,V4を加えた合計7系統に増加させる必要
があるが、どのような数のライン加算であっても、この
系統の数が増えることはない。
Further, in the case of the four-phase vertical transfer structure, the number of charge read electrodes is two systems of V2A and V2B in the normal thinning correspondence,
The total number of vertical transfer electrodes is V1, V2A, V2B, V3, and V4, but there are 5 lines of charge read electrodes to realize this structure.
There are 4 systems of 2A, V2B, V3, and it is necessary to increase the number of vertical transfer electrodes to 7 systems in which V1, V3, V4 are added to these charge readout electrodes. The number of lines will not increase.

【0086】すなわち、プログレッシブCCDの場合、
電荷読出電極はV2A,V2B,V2C,V2Dの4系統を設ける。そし
て、ある縦列のカラーフィルタの組み合わせがRGRG
…となり、Rが偶数番目、Gが奇数番目の水平ライン上
にあり、電荷読出電極V2Aが10の倍数のライン番号の
Rの画素、V2Bが残りのR画素すなわち残りの偶数番目
の水平ラインの電荷読出電極、V2Cが5の倍数の奇数ラ
イン番号のGの画素、V2Dが残りのGの画素すなわち残
りの偶数番目の水平ラインの電荷読出電極であるとす
る。
That is, in the case of a progressive CCD,
The charge read electrodes are provided with four systems of V2A, V2B, V2C and V2D. Then, a combination of color filters in a certain column is RGRG.
, Where R is on an even-numbered line and G is on an odd-numbered horizontal line, the charge read electrode V2A is an R pixel with a line number that is a multiple of 10, and V2B is the remaining R pixel, that is, the remaining even-numbered horizontal line. It is assumed that V2C is a charge readout electrode, V2C is a G pixel of an odd line number that is a multiple of 5, and V2D is a remaining G pixel, that is, a charge readout electrode of the remaining even-numbered horizontal lines.

【0087】まず、V2AとV2Bに電荷読出電圧を加えて、
Rの画素すなわち偶数ラインの電荷を全て垂直転送路へ
読み出す。その後、V2Bの電圧は元に戻すが、V2Aには電
荷読出電圧を加えたまま垂直転送を8段分行う。する
と、10ライン毎に存在するV2Aの電極下ではポテンシ
ャル井戸が深いままなので、この部分でV2Aの上方向に
近接するR画素5画素分の信号電荷が同色同士で足し合
わされ、第1の加算電荷としてのRの5画素加算電荷(5
R)が生成される。
First, a charge read voltage is applied to V2A and V2B,
All the pixels in R, that is, the charges in the even lines are read out to the vertical transfer path. After that, the voltage of V2B is returned to the original value, but vertical transfer is performed for eight stages while the charge read voltage is applied to V2A. Then, since the potential well remains deep under the V2A electrodes that exist every 10 lines, the signal charges of the five R pixels adjacent to the upper direction of V2A in the same color are added together in this portion, and the first added charge is added. Charge of 5 pixels of R as (5
R) is generated.

【0088】この後、このRの5画素加算電荷すなわち
偶数ラインの5画素加算電荷を、4段水平転送路とは逆
方向に転送し待避させた後、今度は、V2C,V2Dに電荷読
出電圧を加えてGの画素すなわち奇数ラインの電荷を全
て垂直転送路へ読み出す。偶数ラインの時と同様に、V2
Dの電圧は元に戻すが、V2Cには電荷読出電圧を加えたま
ま、垂直転送を8段分行う。すると、V2Cの電極下でそ
の上方向に近接するG画素5画素分の信号電荷が同色同
士で足し合わされ、第2の加算電荷としてのGの5画素
加算電荷(5G)が生成される。
After this, the 5 pixel added charge of R, that is, the 5 pixel added charge of the even-numbered line is transferred in the opposite direction of the four-stage horizontal transfer path and saved, and then the charge read voltage is applied to V2C and V2D. In addition, all the charges of the G pixel, that is, the odd lines are read out to the vertical transfer path. As with the even lines, V2
Although the voltage of D is returned to the original value, vertical transfer is performed for 8 stages while the charge read voltage is applied to V2C. Then, the signal charges of five G pixels adjacent to the upper side of the V2C electrode in the upward direction are added together in the same color, and a G five-pixel added charge (5G) as the second added charge is generated.

【0089】この結果、垂直転送路には、下側から順
に、5G、5R、空、空、空、空、空、空、空、空、5
G、5R、空、空…の状態で、全画素が読み出された状
態が作り出される。そして、この以後は、1段垂直転
送、水平転送、9段垂直転送、水平転送…の繰り返しで
画素信号をCCDの外部へ読み出せば、5倍のフレーム
レートで、同色加算全画素読み出しを実現できる。
As a result, 5G, 5R, sky, sky, sky, sky, sky, sky, sky, sky, 5
In the G, 5R, sky, sky ... state, a state in which all pixels are read is created. After that, if the pixel signals are read out of the CCD by repeating 1-stage vertical transfer, horizontal transfer, 9-stage vertical transfer, horizontal transfer, ... it can.

【0090】次に、本発明の第3の実施の形態を図20
ないし図26を参照して説明する。この第3の実施の形
態の構成は、第1の実施の形態の構成に準じ、構成図は
図1と同一であるが、本実施の形態は、図20に内部構
造を示すように、CCD2として、いわゆるカラーベイ
ヤー配列間引き対応インターライン型プログレッシブス
キャンCCDに適用したものである。
Next, FIG. 20 shows a third embodiment of the present invention.
It will be described with reference to FIGS. The configuration of the third embodiment is similar to that of the first embodiment, and the configuration diagram is the same as that of FIG. 1. However, in the present embodiment, the CCD 2 As an example, the present invention is applied to a so-called color Bayer array thinning-compatible interline type progressive scan CCD.

【0091】すなわち、この第3の実施の形態では、C
CD2は、カラーベイヤー配列インターライン型プログ
レッシブスキャンCCDである。このCCD2は、静止
画、動画兼用を特徴とし、動画専用用途のCCDに較べ
て画素数が著しく多いため、静止画撮影時には全画素を
順番に個別に読み出すが、動画撮影時には水平ラインを
5画素同色同士を加算して読み出すようになっており、
多画素であっても動画時のフレームレートを高く維持す
る工夫がされている。
That is, in the third embodiment, C
The CD2 is a color Bayer array interline progressive scan CCD. This CCD 2 features both still images and moving images. Since it has a significantly larger number of pixels than CCDs used exclusively for moving images, all pixels are read out individually in order when shooting still images, but 5 pixels in a horizontal line when shooting moving images. The same colors are added and read out,
Even if the number of pixels is large, it is devised to maintain a high frame rate during moving images.

【0092】そして、このCCD2は、CCD駆動回路
3により駆動され、画像信号5を出力する。そして、C
CD駆動回路3がCCD2に与える駆動信号4には、後
述する垂直転送路ゲート信号V1,V2A,V2B,V2C,V2D,V3、
が含まれている。また、CCD駆動回路3には、駆動モ
ード切替信号6が入力され、この駆動モード切替信号6
により、CCD駆動回路3はCCD2の駆動動作モード
を切り替える。
The CCD 2 is driven by the CCD drive circuit 3 and outputs the image signal 5. And C
The drive signal 4 given to the CCD 2 by the CD drive circuit 3 includes vertical transfer path gate signals V1, V2A, V2B, V2C, V2D, V3, which will be described later.
It is included. Further, the driving mode switching signal 6 is input to the CCD driving circuit 3, and the driving mode switching signal 6 is inputted.
Accordingly, the CCD drive circuit 3 switches the drive operation mode of the CCD 2.

【0093】また、CCD2は、図20に内部構造を示
すように、光電変換手段としてのフォトダイオード11
と、これらフォトダイオード11に接続された第1のCC
Dである垂直転送路12と、これら垂直転送路12にそれぞ
れ接続された垂直転送路ゲート信号配線13とを備えてい
る。また、図中、矢印14は、図示しない第2のCCDで
ある水平転送路方向への垂直転送方向である正方向を示
している。
The CCD 2 has a photodiode 11 as a photoelectric conversion means, as shown in the internal structure of FIG.
And the first CC connected to these photodiodes 11.
A vertical transfer path 12 which is D and a vertical transfer path gate signal wiring 13 connected to each of the vertical transfer paths 12 are provided. Further, in the figure, an arrow 14 indicates a positive direction which is a vertical transfer direction to a horizontal transfer path direction which is a second CCD (not shown).

【0094】また、フォトダイオード11は、それぞれ画
素を構成し、二次元的に所定のパターンで配列され、本
実施の形態では、原色ベイヤー配列すなわち原色方式で
あるベイヤ方式で、所定の縦列のカラーフィルタの組み
合わせがRGRG…となり、Rが偶数番目、Gが奇数番
目の水平ライン上にあり、この縦列に隣接する縦列のカ
ラーフィルタの組み合わせがGBGB…で、Gが偶数番
目、Bが奇数番目の水平ライン上にある。
Further, the photodiodes 11 respectively form pixels and are two-dimensionally arranged in a predetermined pattern. In the present embodiment, the primary color Bayer array, that is, the Bayer system which is the primary color system, is used to display the colors in predetermined columns. The combination of filters is RGRG ..., R is on an even-numbered horizontal line and G is on an odd-numbered horizontal line, and the combination of color filters in a column adjacent to this column is GBGB ..., G is an even-numbered and B is an odd-numbered. It is on a horizontal line.

【0095】そして、フォトダイオード11に蓄積された
電荷は、それぞれに隣接する垂直転送路12のゲート電極
にプラス電位の電荷読出電圧である電荷読出パルスが加
わることで、垂直転送路12側に読み出される。そして、
CCD2のこのような電荷読出動作を伴う垂直転送路ゲ
ート電極の組み合わせは、図20に示すように、V2A,V2
B,V2C,V2Dの4系統であり、これら4系統の電極に、電
荷読出動作を伴わない垂直転送専用ゲート電極V1,V3を
加え、合計6系統の垂直転送路ゲート電極が存在し、そ
れぞれ垂直転送路ゲート信号配線13に接続されている。
The charges accumulated in the photodiodes 11 are read out to the vertical transfer path 12 side by applying a charge read pulse as a charge read voltage having a positive potential to the gate electrodes of the vertical transfer paths 12 adjacent to each other. Be done. And
As shown in FIG. 20, the combination of the gate electrodes of the vertical transfer paths accompanied by such charge reading operation of the CCD 2 is V2A, V2.
There are four systems of B, V2C, and V2D. In addition to these four systems of electrodes, gate electrodes V1 and V3 dedicated to vertical transfer without charge read operation are added, and there are six systems of vertical transfer path gate electrodes, each of which is vertical. It is connected to the transfer path gate signal wiring 13.

【0096】なお、本実施の形態のCCD2は一例とし
て5ライン加算の構成を示しているにすぎず、実際に
は、V2A,V2Cに相当する電極をカラーフィルタを考慮し
つつ何ラインごとに配置するかで、様々なライン加算数
のCCDを実現することも可能である。本実施の形態で
は、ライン加算数がどのように増加しても、垂直転送路
ゲート電極の数が増えることはなく、コストを抑制する
ことができる。
The CCD 2 according to the present embodiment only shows a configuration of 5-line addition as an example. In practice, electrodes corresponding to V2A and V2C are arranged on every line while considering the color filter. Therefore, it is possible to realize CCDs with various line addition numbers. In the present embodiment, no matter how the number of lines added increases, the number of vertical transfer path gate electrodes does not increase, and the cost can be suppressed.

【0097】次に、実際の信号読出動作について、静止
画モードから説明する。
Next, the actual signal reading operation will be described from the still picture mode.

【0098】まず、全フォトダイオード11は、電子シャ
ッタ動作により、不要な電荷がCCDの基板部へ掃き捨
てられて、光学系を介した露光に対して一斉に電荷の蓄
積を開始する。そして、所定の露光時間が経過して露光
が終了すると、全フォトダイオード11の電荷が垂直転送
路12へと読み出される。
First, in all photodiodes 11, unnecessary charges are swept to the substrate portion of the CCD by the electronic shutter operation, and charge accumulation is started all at once for exposure through the optical system. Then, when the exposure is completed after a predetermined exposure time elapses, the charges of all the photodiodes 11 are read out to the vertical transfer paths 12.

【0099】次に、図21を参照して、電荷読出及び垂
直転送の状態について説明する。図21は、図20の一
番左端の縦列における電荷読出と垂直転送の様子につい
て説明しているが、以下の説明において、隣接する縦列
を含む他の全ての縦列で同様の動作が生じているものと
する。すなわち、電荷読出や垂直転送は、水平ライン単
位で行われる。また、この図21において、V1〜V3を付
した波形は、各垂直転送路ゲート信号の電圧波形を示
し、この電圧波形に直交する方向に示すA〜Iを付した
波形は垂直転送路のポテンシャルを示している。また、
図中、51a,51b,51c,51dは電荷読出パルス、52は読み
出された電荷である。まず、初期状態として、各垂直転
送路ゲート信号及びポテンシャル状態がそれぞれ図21
のAに示す状態から、図21のBに示すように、V2A,V2
B,V2C,V2Dに電荷読出パルス51a,51b,51c,51dを加え
る。すると、図21のCに示すように、全ての電荷52が
垂直転送路へ読み出される。次いで、V1A〜V4に所定の
電圧を加えて、図21のD〜Iに示すように、読み出し
た電荷52を1段垂直転送し、最下部のラインの電荷を図
示しない水平転送路に転送する。この後、水平転送によ
り1ラインの電荷を全て読み出す。次いで、1段垂直転
送、水平転送を繰り返し、水平ラインの電荷を先頭から
順番に1ラインずつ個別に全て読み出し、CCD2の外
部に出力することにより、静止画モードの読み出しを終
了する。すなわち、静止画モードは、1フレームで全画
素を先頭から順番に個別に読み出すモードであり、1コ
マの画素数が非常に多くなるため、非常に遅いフレーム
レートとなり、動画には向かないものの、多画素CCD
の全画素を全て独立で読み出すため、静止画としては申
し分のない、極めて高精細の画像を得ることができる。
Next, referring to FIG. 21, the states of charge reading and vertical transfer will be described. FIG. 21 illustrates the state of charge reading and vertical transfer in the leftmost column in FIG. 20, but in the following description, similar operations occur in all other columns including adjacent columns. I shall. That is, charge reading and vertical transfer are performed in horizontal line units. Further, in FIG. 21, the waveforms with V1 to V3 show the voltage waveforms of the respective vertical transfer path gate signals, and the waveforms with A to I shown in the direction orthogonal to the voltage waveforms are the potentials of the vertical transfer paths. Is shown. Also,
In the figure, 51a, 51b, 51c and 51d are charge read pulses, and 52 is the read charges. First, as an initial state, each vertical transfer path gate signal and potential state are shown in FIG.
21A to V2A, V2 as shown in FIG. 21B.
Charge read pulses 51a, 51b, 51c and 51d are added to B, V2C and V2D. Then, as shown in C of FIG. 21, all the charges 52 are read out to the vertical transfer path. Next, by applying a predetermined voltage to V1A to V4, as shown in D to I of FIG. 21, the read charges 52 are vertically transferred by one stage, and the charges of the lowermost line are transferred to a horizontal transfer path (not shown). . After that, all charges of one line are read out by horizontal transfer. Next, the one-stage vertical transfer and the horizontal transfer are repeated, and the charges of the horizontal lines are sequentially read out line by line from the beginning individually and output to the outside of the CCD 2 to complete the reading in the still image mode. That is, the still image mode is a mode in which all pixels are individually read in order from the beginning in one frame, and since the number of pixels in one frame is very large, the frame rate is very slow and it is not suitable for moving images. Multi-pixel CCD
Since all of the pixels are read independently, an extremely high-definition image that is perfect as a still image can be obtained.

【0100】次に、本実施の形態による同色5ライン足
し合わせ全画素読出モードについて、図22及び図23
を参照して説明する。
Next, FIG. 22 and FIG. 23 will be described with respect to the all-pixel reading mode for adding 5 lines of the same color according to the present embodiment.
Will be described with reference to.

【0101】これら図22及び図23においては、図2
0の一番左端の縦列における電荷読出と垂直転送の様子
について説明しているが、以下の説明において、隣接す
る縦列を含む他の全ての縦列で同様の動作が生じている
ものとする。すなわち、加算や電荷読出、垂直転送は、
水平ライン単位で行われる。また、図22に示すV1〜V3
を付した各垂直転送路ゲート信号の電圧波形と、図23
に示すV1〜V3を付した各垂直転送路ゲート信号の電圧波
形とは、同一のものである。一方、この電圧波形に直交
する方向に示すA〜Yを付した垂直転送路のポテンシャ
ル状況を示す波形は、図22が前半部分を示し、図23
が後半部分を示している。
In these FIG. 22 and FIG. 23, FIG.
The state of charge reading and vertical transfer in the leftmost column of 0s has been described, but in the following description, it is assumed that the same operation occurs in all other columns including adjacent columns. That is, addition, charge reading, and vertical transfer are
It is performed in units of horizontal lines. In addition, V1 to V3 shown in FIG.
23 and the voltage waveforms of the vertical transfer path gate signals marked with
The voltage waveforms of the respective vertical transfer path gate signals denoted by V1 to V3 are the same. On the other hand, FIG. 22 shows the first half of FIG.
Shows the latter half.

【0102】まず、初期状態として、各垂直転送路ゲー
ト信号及びポテンシャル状態がそれぞれ図22のAに示
す状態から、図22のBに示すように、V2A,V2Bにそれ
ぞれ電荷読出パルス51a,51bを与え、偶数ラインの電荷
52のみを全て垂直転送路に読み出す。次に、図22のC
〜Kに示すように、V2Bの電荷読出パルス51bの印加は停
止するが、V2Aには電荷読出パルス51aを加えたまま、8
段分正方向に垂直転送を行う。すると、垂直転送を行っ
ても、10段おきのV2Aの電極部分でポテンシャル井戸
が深くなっているため、読み出された偶数ラインの電荷
(画素電荷)は、V2A下の電荷保持部において、Rの画素
の同色5画素分の電荷が混合すなわち加算される。そし
て、V2Aの電荷読出パルス51aの印加を停止した状態で、
図22のL及び図23のLに示すように、1段あたりに
5画素分の電荷が足し合わされた5画素混合電荷54が保
持された状態となる。
First, as an initial state, charge read pulses 51a and 51b are applied to V2A and V2B, respectively, from the state shown in FIG. 22A for each vertical transfer path gate signal and potential state, as shown in FIG. 22B. Give, even line charge
Only 52 is read to the vertical transfer path. Next, C in FIG.
As shown by K, the application of the charge read pulse 51b of V2B is stopped, but the charge read pulse 51a of V2A is kept 8
Vertical transfer is performed in the forward direction by the number of steps. Then, even if vertical transfer is performed, the potential wells become deeper in the V2A electrode portions at every 10th stage, so the charges on the read even lines are
As for (pixel charge), charges of 5 pixels of the same color of R pixels are mixed or added in the charge holding unit under V2A. Then, with the application of the V2A charge read pulse 51a stopped,
As shown in L of FIG. 22 and L of FIG. 23, the five-pixel mixed charge 54 in which the charges of five pixels are added per one stage is held.

【0103】そして、この図23のLに示す状態から、
V1〜V3に所定の電圧を加えて、図23のM〜Rに示すよ
うに、5画素混合電荷54を水平転送路方向の反対方向に
4段分垂直転送すなわち逆転転送し、V2B電極下に5画
素混合電荷54を一時待避させる。この状態から、図23
のSに示すように、V2C,V2Dに電荷読出パルス51c,51d
を与え、奇数ラインの電荷を垂直転送路に読み出す。次
いで、図23のT〜Xに示すように、V2Cの電荷読出パ
ルス51cを加えたまま、V2Dの電荷読出パルス51dの印加
は停止した状態で、V1〜V3に所定の電圧を加えて、垂直
転送路の各電荷52を水平転送路に向かって正方向に8段
分垂直転送する。すると、垂直転送をおこなっても、1
0段おきのV2Cの電極部分でポテンシャル井戸が深くな
っているため、読み出された奇数ラインの電荷は、V2C
下の電荷保持部において、Gの画素の同色5画素分の電
荷が混合すなわち加算される。そして、V2Cの電荷読出
パルス51cの印加を停止した状態で、図23のYに示す
ように、1段あたりに5画素分の電荷が足し合わされた
5画素混合電荷55が保持された状態となる。そして、こ
の図23のYに示す状態では、図24(A)にも示すよう
に、奇数ラインの5画素混合電荷55のすぐ上に、先に読
み出され混合されていた偶数ラインの5画素混合電荷54
が存在している。そこで、図24(B)及び(C)に示すよ
うに、最初の5画素混合電荷55を水平転送路に読み出し
出力した後は、図25(D)ないし図26(I)に示すよう
に、1段垂直転送、水平転送、9段垂直転送、水平転
送、…の繰り返しで、同色の5画素混合電荷54,55を読
み出すことができる。
From the state indicated by L in FIG. 23,
By applying a predetermined voltage to V1 to V3, as shown in M to R of FIG. 23, the five-pixel mixed charge 54 is vertically transferred in the opposite direction of the horizontal transfer path by four stages, that is, reversely transferred, and below the V2B electrode. The 5-pixel mixed charge 54 is temporarily saved. From this state,
As indicated by S in FIG. 5, charge read pulses 51c and 51d are applied to V2C and V2D.
And the charges on the odd lines are read out to the vertical transfer path. Next, as shown in T to X of FIG. 23, a predetermined voltage is applied to V1 to V3 in a state where the application of the V2D charge read pulse 51d is stopped while the V2C charge read pulse 51c is applied, and the vertical read is performed. Each charge 52 on the transfer path is vertically transferred in the positive direction by eight stages toward the horizontal transfer path. Then, even if vertical transfer is performed, 1
Since the potential wells are deeper in the V2C electrode section at every 0th stage, the read charges on the odd lines are V2C
In the lower charge holding portion, charges of 5 pixels of the same color of G pixel are mixed or added. Then, in a state where the application of the V2C charge read pulse 51c is stopped, as shown by Y in FIG. 23, the five-pixel mixed charge 55 in which the charges of five pixels are added per one stage is held. . Then, in the state shown in Y of FIG. 23, as shown in FIG. 24 (A), just the 5 pixel mixed charge 55 of the odd line is immediately above the 5 pixel of the even line previously read and mixed. Mixed charge 54
Exists. Therefore, as shown in FIGS. 24B and 24C, after the first five-pixel mixed charge 55 is read out and output to the horizontal transfer path, as shown in FIGS. 25D to 26I, By repeating 1-stage vertical transfer, horizontal transfer, 9-stage vertical transfer, horizontal transfer, ..., Five-pixel mixed charges 54 and 55 of the same color can be read.

【0104】なお、この実施の形態では、原色ベイヤー
配列を例にあげて説明したが、これに限られず、1つの
縦ラインのカラーフィルタが2組以下であれば、どのよ
うなフィルタ配列であっても適用可能である。すなわ
ち、第4の実施の形態に示すフィルタ配列以外にも、現
存するほとんど全てのフィルタ配列において適用可能で
ある。
In this embodiment, the primary color Bayer array has been described as an example, but the present invention is not limited to this, and what kind of filter array is provided if there are two or less sets of color filters in one vertical line. However, it is applicable. That is, it can be applied to almost all existing filter arrays other than the filter array shown in the fourth embodiment.

【0105】すなわち、この実施の形態のように、プロ
グレッシブCCDでは、読み出し電極を4系統とするこ
とにより、あらゆるカラーフィルタ配列で上記と同様の
効果を得ることができる。また、この構成では、通常の
構成に較べ、垂直転送電極の数が2系統増加するが、C
CDの画素数の増加に伴いラインの加算数が増加して
も、垂直転送電極の数はこれ以上増加せず、コストの上
昇を抑制できる。
That is, in the progressive CCD as in this embodiment, by using four read electrodes, the same effect as above can be obtained with any color filter array. Further, in this configuration, the number of vertical transfer electrodes is increased by two systems as compared with the normal configuration, but C
Even if the number of lines added increases with the increase in the number of pixels of the CD, the number of vertical transfer electrodes does not increase any more, and an increase in cost can be suppressed.

【0106】また、この実施の形態では、垂直転送路上
で偶数ラインの5画素混合電荷を生成した後に、第2の
実施の形態で示した手法により、すなわち、垂直転送路
で逆転転送を行い、CCD2の内部で出力ライン順の偶
数奇数逆転を補償しているが、次に示す第4の実施の形
態のように、第1の実施の形態と同様に、正方向の垂直
転送のみで全ての画素混合を実現し、画像処理などを司
るCCD外部の構成要素によりライン順を補償すること
もできる。さらに、この実施の形態においても、第2の
実施の形態と同様に、奇数ライン側の画素混合は、水平
転送路上で行うこともできる。
Further, in this embodiment, after the even-line 5-pixel mixed charge is generated on the vertical transfer path, the reverse transfer is performed by the method shown in the second embodiment, that is, on the vertical transfer path. The even / odd inversion of the output line order is compensated for inside the CCD2. However, as in the fourth embodiment shown below, all of the vertical lines in the positive direction are used for the entire transfer as in the first embodiment. The line order can be compensated by a component outside the CCD that realizes pixel mixture and controls image processing. Further, also in this embodiment, similarly to the second embodiment, the pixel mixture on the odd line side can be performed on the horizontal transfer path.

【0107】次に、本発明の第4の実施の形態を図27
ないし図31を参照して説明する。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
It will be described with reference to FIGS.

【0108】なお、この第4の実施の形態のCCD2の
内部構成及びCCD2の駆動を含む基本動作は、図20
に示す第3の実施の形態と同様であり、静止画モードの
動作の説明は省略する。そして、この実施の形態は、垂
直転送路において、電荷を水平転送路方向である正方向
のみに転送すれば良く、逆転転送する必要がないため、
逆転転送の転送効率が著しく低下したCCDについても
対応でき、汎用性を向上できるとともに、水平転送路で
の加算を取り入れることにより、読み出し動作に要する
時間を第3の実施の形態に較べて若干短くすることがで
きる。
The basic structure including the internal structure of the CCD 2 and the driving of the CCD 2 according to the fourth embodiment is shown in FIG.
The operation is the same as that of the third embodiment shown in FIG. In this embodiment, the charges need only be transferred in the vertical transfer path only in the positive direction, which is the horizontal transfer path direction, and there is no need to transfer charges in reverse.
It can also be applied to CCDs whose transfer efficiency in reverse transfer is significantly reduced, and can improve general versatility, and by incorporating addition in the horizontal transfer path, the time required for read operation is slightly shorter than that in the third embodiment. can do.

【0109】次に、本実施の形態による動画モード、す
なわち同色5ライン足し合わせ全画素読出モードについ
て、図27及び図28を参照して説明する。
Next, the moving image mode according to the present embodiment, that is, the all-pixel readout mode for adding five lines of the same color will be described with reference to FIGS. 27 and 28.

【0110】これら図27及び図28においては、図2
0の一番左端の縦列における電荷読出と垂直転送の様子
について説明しているが、以下の説明において、隣接す
る縦列を含む他の全ての縦列で同様の動作が生じている
ものとする。すなわち、加算や電荷読出、垂直転送は、
水平ライン単位で行われる。また、図27に示すV1〜V3
を付した各垂直転送路ゲート信号の電圧波形と、図28
に示すV1〜V3を付した各垂直転送路ゲート信号の電圧波
形とは、同一のものである。一方、この電圧波形に直交
する方向に示すA〜Uを付した垂直転送路のポテンシャ
ル状況を示す波形は、図27が前半部分を示し、図28
が後半部分を示している。
In these FIG. 27 and FIG. 28, FIG.
The state of charge reading and vertical transfer in the leftmost column of 0s has been described, but in the following description, it is assumed that the same operation occurs in all other columns including adjacent columns. That is, addition, charge reading, and vertical transfer are
It is performed in units of horizontal lines. In addition, V1 to V3 shown in FIG.
FIG. 28 shows the voltage waveforms of the vertical transfer path gate signals marked with
The voltage waveforms of the respective vertical transfer path gate signals denoted by V1 to V3 are the same. On the other hand, FIG. 27 shows the first half of the waveform showing the potential state of the vertical transfer path with A to U shown in the direction orthogonal to this voltage waveform, and FIG.
Shows the latter half.

【0111】まず、初期状態として、各垂直転送路ゲー
ト信号及びポテンシャル状態がそれぞれ図27のAに示
す状態から、図27のBに示すように、V2A,V2Bにそれ
ぞれ電荷読出パルス51a,51bを与え、偶数ラインの電荷
52のみを全て垂直転送路に読み出す。次に、図27のC
〜Kに示すように、V2Bの電荷読出パルス51bの印加は停
止するが、V2Aには電荷読出パルス51aを加えたまま、8
段分正方向に垂直転送を行う。すると、垂直転送を行っ
ても、10段おきのV2Aの電極部分でポテンシャル井戸
が深くなっているため、読み出された偶数ラインの電荷
(画素電荷)は、V2A下の電荷保持部において、Rの画素
の同色5画素分の電荷が混合すなわち加算される。そし
て、V2Aの電荷読出パルス51aの印加を停止した状態で、
図27のL及び図28のLに示すように、1段あたりに
5画素分の電荷が足し合わされた5画素混合電荷54が保
持された状態となる。
First, as an initial state, charge transfer pulses 51a and 51b are applied to V2A and V2B, respectively, from the state shown in FIG. 27A for each vertical transfer path gate signal and potential state, as shown in FIG. 27B. Give, even line charge
Only 52 is read to the vertical transfer path. Next, C in FIG.
As shown by K, the application of the charge read pulse 51b of V2B is stopped, but the charge read pulse 51a of V2A is kept 8
Vertical transfer is performed in the forward direction by the number of steps. Then, even if vertical transfer is performed, the potential wells become deeper in the V2A electrode portions at every 10th stage, so the charges on the read even lines are
As for (pixel charge), charges of 5 pixels of the same color of R pixels are mixed or added in the charge holding unit under V2A. Then, with the application of the V2A charge read pulse 51a stopped,
As shown in L of FIG. 27 and L of FIG. 28, the five-pixel mixed charge 54 in which the charges of five pixels are added per one stage is held.

【0112】そして、この図28のLに示す状態から、
V1〜V3に所定の電圧を加えて、図28のM〜Rに示すよ
うに、5画素混合電荷54を水平転送路方向すなわち正方
向に6段分垂直転送し、V2B電極下に5画素混合電荷54
を一時待避させる。この状態から、図28のSに示すよ
うに、V2C,V2Dに電荷読出パルス51c,51dを与え、奇数
ラインの電荷を垂直転送路に読み出す。次いで、図28
のTに示すように、これらV2C,V2Dの電荷読出パルス51
c,51dの印加を停止する。この状態で、図28のUに示
すように、最下段の一部を除き、5R,G,G,G,
G,G,5R,G,G,G,G,G,…の繰り返しの形
で、全画素の電荷が垂直転送路へ読み出された状態にな
る。
From the state indicated by L in FIG. 28,
By applying a predetermined voltage to V1 to V3, as shown in M to R of FIG. 28, the five-pixel mixed charge 54 is vertically transferred by six stages in the horizontal transfer path direction, that is, in the positive direction, and five pixels are mixed under the V2B electrode. Charge 54
To evacuate. From this state, as shown at S in FIG. 28, charge read pulses 51c and 51d are applied to V2C and V2D to read the charges on the odd lines to the vertical transfer paths. Then, FIG.
As shown at T in FIG. 5, these V2C and V2D charge read pulses 51
Stop application of c and 51d. In this state, as shown in U of FIG. 28, except for a part of the lowermost stage, 5R, G, G, G,
The electric charges of all the pixels are read out to the vertical transfer path in the repeating form of G, G, 5R, G, G, G, G, G, ....

【0113】さらに、この後の垂直転送及び水平転送は
図29及び図30に示すように行われる。すなわち、図
29(A)は、図28のUに示す垂直転送路の状態を示し
ている。また、図29及び図30の61は垂直転送路を示
し、62は水平転送路を示している。そして、この図29
(A)の段階では、上記の読み出し動作の過程の結果によ
り、既に水平転送路62には、偶数ラインの5画素混合電
荷(R0+R2+R4+R6+R8)63が存在している。そこで、
図29(B)に示すように、この5画素混合電荷(R0+R2
+R4+R6+R8)63を水平転送で読み出した後、図29
(C)に示すように、水平転送を止めたまま垂直転送を行
い、水平転送路で奇数ラインの加算すなわち画素混合を
行う。また、図29(C)に示す状態では、水平転送路上
の電荷(G1+G3)は、画面の端部のため、足し合わせ
が足りず、不完全な混合画素数となっている。そこで、
図30(D)に示すように、この電荷(G1+G3)を水平
転送出力したのち、図30(E)に示すように、1段分垂
直転送を行って、5画素が足し合わされた偶数ラインの
5画素混合電荷(R10+R12+R14+R16+R18)63を水平転
送路へ転送する。
Further, the subsequent vertical transfer and horizontal transfer are performed as shown in FIGS. 29 and 30. That is, FIG. 29A shows the state of the vertical transfer path indicated by U in FIG. Further, 61 in FIGS. 29 and 30 indicates a vertical transfer path, and 62 indicates a horizontal transfer path. And this FIG.
At the stage of (A), as a result of the process of the above-mentioned read operation, the horizontal transfer path 62 already has the 5 pixel mixed charges (R0 + R2 + R4 + R6 + R8) 63 of even lines. Therefore,
As shown in FIG. 29B, this 5 pixel mixed charge (R0 + R2
After reading + R4 + R6 + R8) 63 by horizontal transfer,
As shown in (C), vertical transfer is performed while horizontal transfer is stopped, and addition of odd lines, that is, pixel mixing is performed on the horizontal transfer path. Further, in the state shown in FIG. 29C, the charges (G1 + G3) on the horizontal transfer path are not added up because of the end portion of the screen, resulting in an incomplete mixed pixel number. Therefore,
After this charge (G1 + G3) is horizontally transferred and output as shown in FIG. 30 (D), one stage of vertical transfer is performed as shown in FIG. 30 (E), and an even number of 5 pixels is added. The five-pixel mixed charge (R10 + R12 + R14 + R16 + R18) 63 of the line is transferred to the horizontal transfer path.

【0114】そして、図30(F)に示すように、この5
画素混合電荷(R10+R12+R14+R16+R18)63を水平転送
により出力する。次いで、図31(G)に示すように、1
段分垂直転送を行って、電荷(G5)を水平転送路へ転
送し、続いて、図31(H)に示すように、水平転送を行
わないうちに、引き続き8段分の垂直転送を行い、水平
転送路上で奇数ラインの加算を行い、第2の加算電荷と
しての5画素加算信号電荷である5画素混合電荷(G5+
G7+G9+G11+G13)64を生成する。
Then, as shown in FIG.
The pixel mixed charge (R10 + R12 + R14 + R16 + R18) 63 is output by horizontal transfer. Then, as shown in FIG.
31 stages of vertical transfer is performed to transfer the electric charge (G5) to the horizontal transfer path. Then, as shown in FIG. 31H, 8 stages of vertical transfer are continuously performed before horizontal transfer is performed. , The odd-numbered lines are added on the horizontal transfer path, and the 5-pixel mixed charge (G5 +) which is the 5-pixel added signal charge as the second added charge
G7 + G9 + G11 + G13) 64 is generated.

【0115】そして、図31(I)に示すように、この電
荷を水平転送で出力した後は、上記と同様に、1段垂直
転送、水平転送、9段垂直転送、水平転送…との動作を
繰り返し、画像信号を外部へ読み出す。このように、垂
直転送路61に全画素が一部加算されて読み出された後
は、垂直転送路61を1段、9段の繰り返しで転送動作さ
せることにより、結果として、静止画の5倍のフレーム
レートで全画素信号を読み出すことができる。
Then, as shown in FIG. 31 (I), after this charge is output by horizontal transfer, operations such as 1-stage vertical transfer, horizontal transfer, 9-stage vertical transfer, horizontal transfer ... The image signal is read out by repeating. In this way, after all the pixels are partially added to the vertical transfer path 61 and read out, the vertical transfer path 61 is repeatedly transferred in one stage and nine stages, and as a result, 5 All pixel signals can be read at a double frame rate.

【0116】なお、この第4の実施の形態においても、
第1の実施の形態と同様に、5画素混合電荷である加算
信号について、電荷の配列が偶数ラインと奇数ラインと
で位置関係が逆転している。そして、このような現象
は、この実施の形態に示すCCD2の後段に配置される
画像処理などを司るCCD2外部の構成要素により、例
えば、1ライン分の画像データを記録できる処理装置と
してのラインバッファを設け、先に出力されたライン信
号を一時保持し、次のライン信号を先に通過させ、偶数
ラインと奇数ラインとの信号を入れ替える処理などを行
うことで、補償することができる。
Incidentally, also in the fourth embodiment,
Similar to the first embodiment, with respect to the addition signal which is the 5-pixel mixed charge, the positional relationship between the even-numbered line and the odd-numbered line of the charge is reversed. Such a phenomenon is caused by a component outside the CCD 2 arranged in the subsequent stage of the CCD 2 according to the present embodiment, which controls image processing and the like, for example, a line buffer as a processing device capable of recording image data for one line. Is provided, the previously output line signal is temporarily held, the next line signal is allowed to pass first, and the signal of the even line and the signal of the odd line are exchanged, whereby the compensation can be performed.

【0117】次に、図32ないし図38に示す第5及び
第6の実施の形態である、インターレース補色線順次を
用いた構成について概説する。
Next, the structure using the interlaced complementary color line sequence, which is the fifth and sixth embodiments shown in FIGS. 32 to 38, will be outlined.

【0118】すなわち、図32ないし図38に示す第5
及び第6の実施の形態のように、例えば、Ye(イエロ
ー),Mg(マゼンダ),Cy(シアン),G(グリーン)のフィ
ルタを用いる色差線順次方式(補色方式)のように、特定
の意図的色混合(フィルタペア形成)を前提としたカラー
フィルタ配列のカラー単板、動画静止画兼用、間引き対
応の多画素インターラインCCDに適用することもでき
る。この多画素インターラインCCDでは、先に一方の
フィルタペアを垂直転送路上に形成した後、特定の電荷
読出電極に電荷読出電圧を加えたまま垂直転送をするこ
とにより、複数の同色フィルタペアのライン加算を行
い、次に、残されたラインによるカラーフィルタペア
を、先のフィルタペアとの混色を回避させつつ垂直転送
路へ読み出し形成し、再度特定の電荷読出電極に電荷読
出電圧を加えたまま垂直転送をすることにより、複数の
同色フィルタペア同士をライン加算して、結果として、
同色複数フィルタペアのライン加算で全画素読出を行
い、予め意図している後段の画像処理に支障を来すこと
なく、フレームレート向上、垂直空間周波数再現性向
上、感度向上といった、動画像の著しい画質向上を実現
できる。
That is, the fifth shown in FIGS. 32 to 38.
And a specific color difference line sequential method (complementary color method) using filters of Ye (yellow), Mg (magenta), Cy (cyan), and G (green) as in the sixth embodiment. The present invention can also be applied to a color single plate having a color filter array on the premise of intentional color mixing (filter pair formation), a multi-pixel interline CCD compatible with moving and still images, and thinning. In this multi-pixel interline CCD, one filter pair is first formed on the vertical transfer path, and then vertical transfer is performed while the charge read voltage is applied to a specific charge read electrode, whereby a line of a plurality of same color filter pairs is formed. Then, the color filter pair of the remaining lines is read out and formed on the vertical transfer path while avoiding color mixing with the previous filter pair, and the charge read voltage is applied to the specific charge read electrode again. By performing vertical transfer, line addition is performed for multiple same color filter pairs, and as a result,
All pixels are read out by line addition of multiple filter pairs of the same color, and the moving image is remarkably improved, such as frame rate improvement, vertical spatial frequency reproducibility improvement, and sensitivity improvement, without interfering with the intended later image processing. The image quality can be improved.

【0119】すなわち、ライン混合により輝度、色差信
号を容易に生成できるカラーフィルタ配列のカラー単
板、動画静止画兼用、間引き対応多画素インターライン
・インターレーススキャンCCDにおいても、上記動作
を応用して、後段の画像処理に影響を与えることなく、
同色フィルタペア同士を複数加算して全画素読み出しを
実現できる。
That is, the above operation is also applied to a color single plate of a color filter array capable of easily generating luminance and color difference signals by line mixing, a moving image still image combined and thinning compatible multi-pixel interline interlaced scan CCD, Without affecting the subsequent image processing,
All pixels can be read out by adding a plurality of same color filter pairs.

【0120】次に、本発明の第5の実施の形態を図32
ないし図35を参照して説明する。この第5の実施の形
態の構成は、第1の実施の形態の構成に準じ、構成図は
図1と同一であるが、本実施の形態では、図32に内部
構造を示すように、CCDとして、いわゆる色差線順次
方式(補色方式)の間引き対応インターライン型インター
レーススキャンCCDに適用したものである。
Next, FIG. 32 shows the fifth embodiment of the present invention.
It will be described with reference to FIGS. The configuration of the fifth embodiment is similar to that of the first embodiment, and the configuration diagram is the same as that of FIG. 1. However, in the present embodiment, as shown in the internal structure of FIG. The present invention is applied to a so-called color difference line sequential method (complementary color method) thinning compatible interline interlaced scan CCD.

【0121】すなわち、この第5の実施の形態では、C
CDは、カラーインターライン型インターレーススキャ
ンCCDである。このCCD2は、静止画、動画兼用を
特徴とし、動画専用用途のCCDに較べて画素数が著し
く多いため、静止画撮影時には、メカニカルシャッタを
併用することで、全画素を個別に読み出すが、動画撮影
時には画素混合を行うことにより、全画素を静止画の4
倍のフレームレートで読み出すことができる。また、こ
のカラーフィルタ配列は、動画時には意図的に異なる色
のフィルタ画素を混色させることにより、以後の画像処
理を容易にすることができる。すなわち、上下に隣接す
る画素同士を足し合わせることにより、Ye+Mg,Y
e+G,Cy+G,Cy+Mgの4通りのフィルタペア信
号を取り出すことができる。そして、 (Ye+Mg)+(Cy+G)=2R+3G+2B≒輝度信号Y1 (Ye+G)+(Cy+Mg)=2R+3G+2B≒輝度信号Y2 (Cy+G)−(Ye+Mg)=G−2R ≒色差信号Cr (Ye+G)−(Cy+Mg)=G−2B ≒色差信号Cb のように、それぞれフィルタペア信号を加算あるいは減
算することにより、輝度信号、色差信号の近似信号をご
く容易に生成できる。このため、このようなカラーフィ
ルタ配列は、一般的には、ムービー用途のカラーCCD
フィルタ配列として普及定着している。
That is, in the fifth embodiment, C
The CD is a color interline type interlaced scan CCD. The CCD 2 is characterized by both a still image and a moving image, and has a significantly larger number of pixels than a CCD dedicated for moving images. Therefore, when shooting a still image, all pixels are read individually by using a mechanical shutter together. By mixing pixels during shooting, all pixels are
It can be read at twice the frame rate. In addition, this color filter array can facilitate subsequent image processing by intentionally mixing filter pixels of different colors during a moving image. That is, by adding the vertically adjacent pixels together, Ye + Mg, Y
Four kinds of filter pair signals of e + G, Cy + G and Cy + Mg can be taken out. Then, (Ye + Mg) + (Cy + G) = 2R + 3G + 2B≈luminance signal Y1 (Ye + G) + (Cy + Mg) = 2R + 3G + 2B≈luminance signal Y2 (Cy + G) − (Ye + Mg) = G−2R ≈color difference signal Cr (Ye + G) − (Cy + Mg) = G−2B ≈color difference signal Cb As shown in FIG. , It is very easy to generate an approximate signal of the color difference signal. Therefore, such a color filter array is generally used as a color CCD for movies.
It has become popular as a filter array.

【0122】そして、CCDは、図32に内部構造を示
すように、光電変換手段としてのフォトダイオード11
と、これらフォトダイオード11に接続された第1のCC
Dである垂直転送路12と、これら垂直転送路12にそれぞ
れ接続された垂直転送路ゲート信号配線13とを備えてい
る。また、図中、矢印14は、図示しない第2のCCDで
ある水平転送路方向への垂直転送方向である正方向を示
している。
Then, as shown in the internal structure of FIG. 32, the CCD has a photodiode 11 as a photoelectric conversion means.
And the first CC connected to these photodiodes 11.
A vertical transfer path 12 which is D and a vertical transfer path gate signal wiring 13 connected to each of the vertical transfer paths 12 are provided. Further, in the figure, an arrow 14 indicates a positive direction which is a vertical transfer direction to a horizontal transfer path direction which is a second CCD (not shown).

【0123】また、フォトダイオード11は、それぞれ画
素を構成し、二次元的に所定のパターンで配列され、本
実施の形態では、上記のようにカラーフィルタの配列は
色差線順次方式(補色方式)で、所定の縦列のカラーフィ
ルタの組み合わせが、Ye,Mg,Ye,G…となり、M
g及びGが偶数番目の水平ライン上に位置している。そ
して、この縦列に隣接する縦列のカラーフィルタの組み
合わせがCy,Mg,Cy,G…となり、Mg及びGが偶
数番目の水平ライン上に位置している。
Further, the photodiodes 11 respectively form pixels and are two-dimensionally arranged in a predetermined pattern. In the present embodiment, the color filters are arranged in the color difference line sequential system (complementary color system) as described above. Then, the combination of the color filters in a predetermined column becomes Ye, Mg, Ye, G ... And M
g and G are located on even-numbered horizontal lines. The combination of the color filters in the columns adjacent to this column is Cy, Mg, Cy, G ... And Mg and G are located on even-numbered horizontal lines.

【0124】そして、フォトダイオード11に蓄積された
電荷は、それぞれに隣接する垂直転送路12のゲート電極
にプラス電位の電荷読出電圧である電荷読出パルスが加
わることで、垂直転送路12側に読み出される。そして、
CCDのこのような電荷読出動作を伴う垂直転送路ゲー
ト電極の組み合わせは、図32に示すように、V1A,V1B,
V1C,V3A,V3B,V3Cの6系統であり、これら6系統の電極
に、電荷読出動作を伴わない垂直転送専用ゲート電極V
2,V4を加え、合計8系統の垂直転送路ゲート電極が存在
し、それぞれ垂直転送路ゲート信号配線13に接続されて
いる。
The charges accumulated in the photodiodes 11 are read out to the vertical transfer path 12 side by applying a charge read pulse, which is a charge read voltage having a positive potential, to the gate electrodes of the vertical transfer paths 12 adjacent to each other. Be done. And
As shown in FIG. 32, the combination of the gate electrodes of the vertical transfer paths accompanied by such charge reading operation of the CCD is
There are 6 systems of V1C, V3A, V3B, V3C, and the electrodes of these 6 systems have a gate electrode V for exclusive use of vertical transfer without charge read operation
In addition to 2, V4, there are a total of eight vertical transfer path gate electrodes, each of which is connected to the vertical transfer path gate signal line 13.

【0125】なお、上記の実施の形態のCCDは一例と
して4ライン加算(同色フィルタペア2組加算)の場合を
示しているが、実際には、V1A,V3Aに相当する電極をカ
ラーフィルタを考慮しつつ何ライン毎に配置するかによ
り、様々なライン加算数のCCDを実現することができ
る。さらに、ライン加算数がどのように増加しても、垂
直転送ゲート電極の数が増えることはない。
Although the CCD of the above-mentioned embodiment shows the case of 4-line addition (addition of two pairs of the same color filter pair) as an example, actually, the electrodes corresponding to V1A and V3A are considered in the color filter. However, CCDs with various line addition numbers can be realized depending on how many lines are arranged. Furthermore, no matter how the number of lines added increases, the number of vertical transfer gate electrodes does not increase.

【0126】そして、この実施の形態においては、信号
読出動作は、第1の実施の形態同様に、静止画撮影時
(静止画モード)では、1画面を偶数ラインと奇数ライン
との2フィールドに分けて、全画素を独立に読み出す。
一方、動画撮影時(動画モード)では、上記のフィルタペ
アを、他のフィルタペアとの混色を避けつつ足し合わせ
て、全画素信号を4倍のフレームレートで高速に読み出
す。
In this embodiment, the signal read operation is the same as that in the first embodiment when a still image is picked up.
In the (still image mode), one screen is divided into two fields, an even line and an odd line, and all pixels are read independently.
On the other hand, at the time of shooting a moving image (moving image mode), the above filter pairs are added together while avoiding color mixture with other filter pairs, and all pixel signals are read out at a high speed at a quadruple frame rate.

【0127】なお、静止画撮影時の動作は、上記の各実
施の形態と同様に全画素を独立に読み出すもので、説明
を省略する。
The operation at the time of capturing a still image is to read all pixels independently as in the above-mentioned embodiments, and the description thereof will be omitted.

【0128】そして、動画撮影時など、同色フィルタペ
アを2組足し合わせて全画素を読み出すモードについ
て、以下、図33ないし図35を参照して電荷読出及び
垂直転送の状態について説明する。すなわち、図33及
び図34では、図32の一番左端の縦列における電荷読
出と垂直転送の様子について説明しているが、以下の説
明において、隣接する縦列を含む他の全ての縦列で同様
の動作が生じているものとする。すなわち、電荷読出や
垂直転送は、水平ライン単位で行われる。また、図33
に示すV1A〜V4を付した各垂直転送路ゲート信号の電圧
波形と、図34に示すV1A〜V4を付した各垂直転送路ゲ
ート信号の電圧波形とは、同一のものである。一方、こ
の電圧波形に直交する方向に示すA〜Uを付した垂直転
送路のポテンシャル状況を示す波形は、図33が前半部
分を示し、図34が後半部分を示している。
A mode of reading out all the pixels by adding two pairs of filters of the same color when shooting a moving image will be described below with reference to FIG. 33 to FIG. 35. That is, although FIG. 33 and FIG. 34 describe the state of charge reading and vertical transfer in the leftmost column in FIG. 32, the same applies to all other columns including adjacent columns in the following description. It is assumed that the operation is occurring. That is, charge reading and vertical transfer are performed in horizontal line units. In addition, FIG.
The voltage waveforms of the vertical transfer path gate signals denoted by V1A to V4 shown in FIG. 34 and the voltage waveforms of the vertical transfer path gate signals denoted by V1A to V4 shown in FIG. 34 are the same. On the other hand, FIG. 33 shows the first half part and FIG. 34 shows the second half part of the waveform showing the potential state of the vertical transfer path with A to U shown in the direction orthogonal to this voltage waveform.

【0129】まず、初期状態として、各垂直転送路ゲー
ト信号及びポテンシャル状態がそれぞれ図33のAに示
す状態から、図33のBに示すように、V3Cのみに電荷
読出パルス71を加え、Mg(マゼンダ)の存在するライン
の電荷を全て垂直転送路に読み出す。次に、図33のC
に示すように、V3Cの電荷読出パルスの印加を停止した
状態で、V1A〜V4に所定の電圧を加えて、図33のC〜
Eに示すように、水平転送路方向とは逆方向に1/2段
分垂直転送、すなわち逆転転送する。次いで、図33の
Fに示すように、V1A,V1Bに電荷読出パルスを加える。
すると、MgとYe(イエロー)との電荷が足し合わされ
て、フィルタペア信号Mg+Yeが形成される。次い
で、図33のGに示すように、V1Aに電荷読出パルスを
加えたまま、V1Bの電荷読出パルスの印加を停止した
後、さらに、図33のH〜Jに示すように、2段分逆方
向に垂直転送すなわち逆転転送を行う。すると、8ライ
ンごとに存在するV1Aの電極下では、ポテンシャル井戸
が深くなっているため、2組の同色のフィルタペア信号
Mg+YeがV1A下の電荷保持部において混合される。す
なわち、この電荷保持部では、4画素分の画素信号電荷
が加算された状態になる。この後、図33のK及び図3
4のKに示すように、V1Aの電荷読出パルスの印加を停
止すると、V1Aの電極下に、2組の同色のフィルタペア
信号が加算され、保持された状態になる。さらに、この
状態から、図34のLに示すように、V1Cに電荷読出パ
ルスを加え、G(グリーン)の上側のYeの電荷を読み出
す。次いで、図34のM〜Oに示すように、V1Cの電荷
読出パルスの印加を停止し、水平転送路方向すなわち正
方向に1/2段分垂直転送を行った後、図34のPに示
すように、V3A,V3Bに電荷読出パルスを加える。する
と、GとYeとの電荷が足し合わされて、フィルタペア
信号G+Yeが形成される。さらに、この状態で、図3
4のQに示すように、V3Aに電荷読出パルスを加えたま
ま、V3Bの電荷読出パルスの印加を停止した後、さら
に、図34のR〜Tに示すように、水平転送路方向すな
わち正方向に2段分垂直転送を行う。すると、8ライン
ごとに存在するV3Aの電極下では、ポテンシャル井戸が
深くなっているため、2組の同色のフィルタペア信号G
+YeがV3A下の電荷保持部において混合される。すなわ
ち、この電荷保持部では、4画素分の画素信号電荷が加
算された状態になる。この後、図34のUに示すよう
に、V3Aの電荷読出パルスの印加を停止すると、V3Aの電
極下に、2組の同色のフィルタペア信号が加算され、保
持された状態になる。
First, as an initial state, the charge transfer pulse 71 is added only to V3C from the state in which each vertical transfer path gate signal and potential state are shown in FIG. 33A, as shown in FIG. 33B, and Mg ( All the charges on the line where (magenta) exists are read out to the vertical transfer path. Next, C in FIG.
As shown in FIG. 33, a predetermined voltage is applied to V1A to V4 while the application of the V3C charge read pulse is stopped, and C to C in FIG.
As indicated by E, 1/2 stages of vertical transfer, that is, reverse transfer is performed in the direction opposite to the horizontal transfer path direction. Next, as shown in F of FIG. 33, a charge read pulse is applied to V1A and V1B.
Then, the charges of Mg and Ye (yellow) are added together to form the filter pair signal Mg + Ye. Next, as shown in G of FIG. 33, after the application of the charge read pulse of V1B is stopped while the charge read pulse is being applied to V1A, as shown in H to J of FIG. Vertical transfer, that is, reverse transfer is performed in the direction. Then, since the potential well is deep under the electrode of V1A which exists every eight lines, two pairs of filter pair signals Mg + Ye of the same color are mixed in the charge holding portion under V1A. That is, in this charge holding portion, the pixel signal charges for four pixels are added. After this, FIG. 33K and FIG.
As indicated by K in FIG. 4, when the application of the charge read pulse of V1A is stopped, two filter pair signals of the same color are added and held under the electrode of V1A. Further, from this state, as shown in L of FIG. 34, a charge read pulse is applied to V1C to read the charge of Ye above G (green). Then, as shown in M to O of FIG. 34, application of the charge read pulse of V1C is stopped, and vertical transfer is performed by 1/2 step in the horizontal transfer path direction, that is, in the positive direction, and then is shown in P of FIG. As described above, a charge read pulse is applied to V3A and V3B. Then, the charges of G and Ye are added together to form the filter pair signal G + Ye. Furthermore, in this state, FIG.
As indicated by Q in FIG. 4, after the application of the charge read pulse of V3B is stopped while the charge read pulse is applied to V3A, as shown in R to T of FIG. Vertical transfer is performed for two stages. Then, since the potential well is deep under the V3A electrode that exists every 8 lines, two filter pair signals G of the same color G
+ Ye is mixed in the charge holding portion under V3A. That is, in this charge holding portion, the pixel signal charges for four pixels are added. After that, as shown in U of FIG. 34, when the application of the charge read pulse of V3A is stopped, two filter pair signals of the same color are added and held under the electrode of V3A.

【0130】この後、図35に読み出される画素の状況
を示すように、まず、垂直転送路の電荷(G0+Ye1)+
(G4+Ye5)を水平転送路に転送し、水平転送する。こ
の後、3段分垂直転送して電荷(Mg2+Ye3)+(Mg6+
Ye7)を水平転送路に読み出し、水平転送する。以後、
同様に、一段分垂直転送、水平転送、3段分垂直転送、
水平転送、…を繰り返し、静止画の4倍のフレームレー
トでライン混合された全画素電荷信号を読み出していく
ことができる。
Thereafter, as shown in the situation of the pixels read out in FIG. 35, first, the charges (G0 + Ye1) + of the vertical transfer path are first formed.
(G4 + Ye5) is transferred to the horizontal transfer path and horizontally transferred. After that, the charges are vertically transferred by three stages and the charges (Mg2 + Ye3) + (Mg6 +
Ye7) is read out to the horizontal transfer path and horizontally transferred. After that,
Similarly, one-stage vertical transfer, horizontal transfer, three-stage vertical transfer,
It is possible to read out all pixel charge signals line-mixed at a frame rate four times that of a still image by repeating horizontal transfer.

【0131】なお、この実施の形態では、垂直転送路で
逆転転送を行うことで画素混合を実現しているが、以下
に示す第6の実施の形態では、上記の各実施の形態と同
様に、逆転転送を伴わなくとも、垂直転送路での正方向
の転送のみで画素混合、この場合は同色フィルタペア信
号同士の混合を実現でき、すなわち、正方向の垂直転送
のみで全ての画素混合を実現し、画像処理などを司るC
CD外部の構成要素によりライン順を補償できる。さら
に、この実施の形態においても、第2の実施の形態と同
様に、奇数ライン側の画素混合は、水平転送路上で行う
こともできる。
In this embodiment, the pixel mixture is realized by performing the reverse transfer on the vertical transfer path. However, in the sixth embodiment shown below, as in the above-mentioned respective embodiments. , Pixel mixing is possible only by the transfer in the forward direction on the vertical transfer path without the reverse transfer, and in this case, the mixing of the same color filter pair signals can be realized, that is, all the pixel mixing can be performed only by the vertical transfer in the positive direction. C that realizes and controls image processing etc.
Line order can be compensated by components outside the CD. Further, also in this embodiment, similarly to the second embodiment, the pixel mixture on the odd line side can be performed on the horizontal transfer path.

【0132】次に、本発明の第6の実施の形態を図36
ないし図38を参照して説明する。
Next, FIG. 36 shows a sixth embodiment of the present invention.
38 to FIG. 38.

【0133】そして、この第6の実施の形態のCCD2
の内部構成及びCCD2の駆動を含む基本動作は、図3
2に示す第5の実施の形態と同様であり、静止画モード
の動作の説明は省略する。そして、この実施の形態は、
垂直転送路において、電荷を水平転送路方向である正方
向のみに転送すれば良く、逆転転送する必要がないた
め、逆転転送の転送効率が著しく低下したCCDについ
ても対応でき、汎用性を向上できるとともに、水平転送
路での加算を取り入れることにより、読み出し動作に要
する時間を第5の実施の形態に較べて若干短くすること
ができる。また、この6の実施の形態では、第5の実施
の形態に対し、フィルタペア加算の組み合わせが変更さ
れている。
Then, the CCD 2 of the sixth embodiment
The basic operation including the internal structure of the CCD and the driving of the CCD 2 is shown in FIG.
The operation is the same as that of the fifth embodiment shown in FIG. 2, and the description of the operation in the still image mode is omitted. And in this embodiment,
In the vertical transfer path, charges need only be transferred only in the positive direction, which is the horizontal transfer path direction, and there is no need for reverse transfer. Therefore, it is possible to deal with CCDs in which the transfer efficiency of reverse transfer is significantly reduced, and the versatility can be improved. At the same time, by introducing the addition in the horizontal transfer path, the time required for the read operation can be made slightly shorter than that in the fifth embodiment. Further, in the sixth embodiment, the combination of filter pair addition is changed from that of the fifth embodiment.

【0134】そして、動画撮影時など、同色フィルタペ
アを2組足し合わせて全画素を読み出すモードについ
て、以下、図36ないし図38を参照して電荷読出及び
垂直転送の状態について説明する。すなわち、図36及
び図37では、図32の一番左端の縦列における電荷読
出と垂直転送の様子について説明しているが、以下の説
明において、隣接する縦列を含む他の全ての縦列で同様
の動作が生じているものとする。すなわち、電荷読出や
垂直転送は、水平ライン単位で行われる。また、図36
に示すV1A〜V4を付した各垂直転送路ゲート信号の電圧
波形と、図37に示すV1A〜V4を付した各垂直転送路ゲ
ート信号の電圧波形とは、同一のものである。一方、こ
の電圧波形に直交する方向に示すA〜Vを付した垂直転
送路のポテンシャル状況を示す波形は、図36が前半部
分を示し、図37が後半部分を示している。
Then, the mode of reading out all pixels by adding two pairs of filters of the same color together, such as when shooting a moving image, will be described below with reference to FIGS. 36 to 38, in the state of charge reading and vertical transfer. That is, FIGS. 36 and 37 describe the state of charge reading and vertical transfer in the leftmost column in FIG. 32, but in the following description, the same applies to all other columns including adjacent columns. It is assumed that the operation is occurring. That is, charge reading and vertical transfer are performed in horizontal line units. In addition, FIG.
The voltage waveforms of the vertical transfer path gate signals denoted by V1A to V4 shown in Fig. 37 and the voltage waveforms of the vertical transfer path gate signals denoted by V1A to V4 shown in Fig. 37 are the same. On the other hand, regarding the waveform showing the potential status of the vertical transfer path with A to V shown in the direction orthogonal to this voltage waveform, FIG. 36 shows the first half part, and FIG. 37 shows the second half part.

【0135】まず、初期状態として、各垂直転送路ゲー
ト信号及びポテンシャル状態がそれぞれ図36のAに示
す状態から、図36のBに示すように、V1Cのみに電荷
読出パルス81を加え、Yeの1/2、すなわちGの上側
のYeの電荷を垂直転送路に読み出す。次に、図36の
Cに示すように、V1Cの電荷読出パルスの印加を停止し
た状態で、V1A〜V4に所定の電圧を加えて、図36のC
〜Dに示すように、水平転送路方向に1/2段分垂直転
送する。次いで、図36のEに示すように、V3A,V3Bに
電荷読出パルスを加える。すると、YeとGとの電荷が
足し合わされて、フィルタペア信号G+Yeが形成され
る。次いで、図36のFに示すように、V3Aに電荷読出
パルスを加えたまま、V3Bの電荷読出パルスの印加を停
止した後、さらに、図36のG〜Iに示すように、2段
分垂直転送を行う。すると、8ラインごとに存在するV3
Aの電極下では、ポテンシャル井戸が深くなっているた
め、2組の同色のフィルタペア信号G+YeがV3A下の電
荷保持部において混合される。すなわち、この電荷保持
部では、4画素分の画素信号電荷が加算された状態にな
る。この後、図36のJ及び図37のJに示すように、
V3Aの電荷読出パルスの印加を停止すると、V3Aの電極下
に、2組の同色のフィルタペア信号が加算され、保持さ
れた状態になる。さらに、この状態から、図37のK〜
Pに示すように、水平転送路方向すなわち正方向に1.
5段分垂直転送を行い、V1C電極下にフィルタペア信号
を一時待避させる。この状態から、図37のQに示すよ
うに、V1A,V1Bに電荷読出パルスを与え、Yeの1/
2、すなわちMgの上側のYeの電荷を垂直転送路に読
み出す。次いで、図37のRに示すように、これらV1A,
V1Bの電荷読出パルスの印加を停止する。次いで、図3
7のS〜Tに示すように、1/2段分垂直転送を行う。
そして、図37のUに示すように、V3Cに電荷読出パル
スを加える。すると、YeにMgの電荷が足し合わされ
て、フィルタペア信号Mg+Yeが形成される。次い
で、図37のVに示すように、V3Cの電荷読出パルスの
印加を停止すると、V3Cの電極下に、Mg+Yeが保持さ
れた状態になる。
First, as an initial state, as shown in B of FIG. 36, the charge read pulse 81 is added only to V1C from the state where each vertical transfer path gate signal and potential state are shown in A of FIG. Half, that is, the charge of Ye on the upper side of G is read to the vertical transfer path. Next, as shown in C of FIG. 36, a predetermined voltage is applied to V1A to V4 with the application of the charge read pulse of V1C stopped, and C of FIG.
As shown in D to ½, vertical transfer is performed by ½ stage in the horizontal transfer path direction. Next, as shown in E of FIG. 36, a charge read pulse is applied to V3A and V3B. Then, the charges of Ye and G are added together to form the filter pair signal G + Ye. Then, as shown in F of FIG. 36, after the application of the charge read pulse of V3B is stopped while the charge read pulse is being applied to V3A, as shown in G to I of FIG. Transfer. Then, V3 that exists every 8 lines
Since the potential well is deep under the A electrode, two filter pair signals G + Ye of the same color are mixed in the charge holding unit under V3A. That is, in this charge holding portion, the pixel signal charges for four pixels are added. After this, as shown in J of FIG. 36 and J of FIG.
When the application of the V3A charge read pulse is stopped, two filter pair signals of the same color are added and held under the electrode of V3A. Furthermore, from this state, K- of FIG.
As shown in P, 1.
Vertical transfer is performed for 5 steps, and the filter pair signal is temporarily saved under the V1C electrode. From this state, as shown by Q in FIG. 37, a charge read pulse is applied to V1A and V1B to obtain 1 / ye of Ye.
2, that is, the charge of Ye on the upper side of Mg is read to the vertical transfer path. Then, as shown in R of FIG. 37, these V1A,
The application of the V1B charge read pulse is stopped. Then, FIG.
As shown in S to T in FIG. 7, vertical transfer is performed for ½ stage.
Then, as shown in U of FIG. 37, a charge read pulse is applied to V3C. Then, the charge of Mg is added to Ye, and the filter pair signal Mg + Ye is formed. Next, as indicated by V in FIG. 37, when the application of the V3C charge read pulse is stopped, Mg + Ye is held under the V3C electrode.

【0136】この後、図38に読み出される画素の状況
を示すように、まず、すでに水平転送路上にある電荷
(G0+Ye1)+(G4+Ye5)を水平転送し出力した後、電
荷(Mg2+Ye3)を垂直転送、水平転送で出力する。以
後、1段垂直転送、水平転送、3段垂直転送、水平転送
を繰り返し、静止画の4倍のフレームレートでライン混
合された全画素電荷信号を読み出していくことができ
る。
After that, as shown in the state of the pixel read out in FIG. 38, first, the charges already on the horizontal transfer path are shown.
After (G0 + Ye1) + (G4 + Ye5) is horizontally transferred and output, the electric charge (Mg2 + Ye3) is output by vertical transfer and horizontal transfer. After that, one-stage vertical transfer, horizontal transfer, three-stage vertical transfer, and horizontal transfer are repeated, and all pixel charge signals line-mixed at a frame rate four times that of a still image can be read out.

【0137】なお、この第6の実施の形態においても、
第1の実施の形態と同様に、5画素混合電荷である加算
信号について、電荷の配列が偶数ラインと奇数ラインと
で位置関係が逆転している。そして、このような現象
は、この実施の形態に示すCCD2の後段に配置される
画像処理などを司るCCD2外部の構成要素により、例
えば、1ライン分の画像データを記録できる処理装置と
してのラインバッファを設け、先に出力されたライン信
号を一時保持し、次のライン信号を先に通過させ、偶数
ラインと奇数ラインとの信号を入れ替える処理などを行
うことで、補償することができる。
Incidentally, also in the sixth embodiment,
Similar to the first embodiment, with respect to the addition signal which is the 5-pixel mixed charge, the positional relationship between the even-numbered line and the odd-numbered line of the charge is reversed. Such a phenomenon is caused by a component outside the CCD 2 arranged in the subsequent stage of the CCD 2 according to the present embodiment, which controls image processing and the like, for example, a line buffer as a processing device capable of recording image data for one line. Is provided, the previously output line signal is temporarily held, the next line signal is allowed to pass first, and the signal of the even line and the signal of the odd line are exchanged, whereby the compensation can be performed.

【0138】また、上記の第5及び第6の実施の形態で
は、1例としてインターレースCCDについて説明した
が、第1及び第2の実施の形態と第3の実施の形態との
相関、及びこれら実施の形態の動作を考慮すれば、プロ
グレッシブCCDについても容易に適用できることは明
らかである。ちなみに、プログレッシブCCDの場合、
垂直転送路ゲート電極(読み出し電極)は、第3の実施の
形態同様4系統で実現可能となる。
In the fifth and sixth embodiments described above, the interlaced CCD is described as an example. However, the correlation between the first and second embodiments and the third embodiment, and In consideration of the operation of the embodiment, it is obvious that the present invention can be easily applied to the progressive CCD. By the way, in case of progressive CCD,
The vertical transfer path gate electrode (readout electrode) can be realized by four systems as in the third embodiment.

【0139】このように、ムービーカメラなどで広く採
用されている、ライン混合前提のフィルタ配列の場合
は、読み出し電極が6系統必要になるが、効果は上記の
各実施の形態と同様であり、同じくラインの加算数によ
り対応でき、垂直転送電極の数は変わらず、コストの上
昇を抑制できる。
As described above, in the case of the filter array which is widely adopted in movie cameras and is based on the premise of line mixing, six read electrodes are required, but the effect is the same as that of each of the above embodiments. Similarly, the number of lines to be added can be dealt with, the number of vertical transfer electrodes does not change, and the cost increase can be suppressed.

【0140】なお、上記の各実施の形態において、水平
転送路を利用したいわば第2の加算は、垂直転送を正転
送のみとした構成、あるいは、垂直転送が正転送のみな
らず逆転転送を含む構成のいずれとも組み合わせること
ができる。
In each of the above embodiments, the so-called second addition using the horizontal transfer path is configured such that vertical transfer is only forward transfer, or vertical transfer includes not only forward transfer but also reverse transfer. It can be combined with any of the configurations.

【0141】さらに、垂直転送を正転送のみとした構成
についても、水平転送路を利用した加算を用いず、垂直
転送路を用いて加算を完了することも可能である。な
お、インターレース補色線順次CCDにおいて、正転送
の垂直転送で加算を完了する構成については、第6の実
施の形態の構成とは異なる電極配線が用いられる。
Further, also in the configuration in which the vertical transfer is the normal transfer only, it is possible to complete the addition using the vertical transfer path without using the addition using the horizontal transfer path. In the interlaced complementary color line sequential CCD, the electrode wiring different from the configuration of the sixth embodiment is used for the configuration in which the addition is completed by the vertical transfer of the forward transfer.

【0142】また、上記の各実施の形態では、例えば5
個の画素の電荷を加算して加算電荷としたが、この構成
に限られず、垂直方向に連続しない2個以上の画素の電
荷を加算すれば、フレームレートの向上、画質の向上な
どの効果を奏することができる。
In each of the above embodiments, for example, 5
The charges of the individual pixels are added to obtain the added charges, but the present invention is not limited to this configuration, and if the charges of two or more pixels that are not continuous in the vertical direction are added, the effect of improving the frame rate and the image quality can be obtained. Can play.

【0143】また、上記の実施の形態では、全画素の電
荷を読み出して利用したが、有効画素から外れた一部の
電荷を読み出さず、また、読み出した電荷を利用しない
ことなどもできる。
Further, in the above embodiment, the charges of all the pixels are read and used, but it is also possible not to read a part of the charges deviated from the effective pixel, and to not use the read charges.

【0144】[0144]

【発明の効果】請求項1記載の固体撮像素子の駆動方法
によれば、所定のパターンで配列された複数の画素のう
ち、先に第1の色の複数の画素の電荷を第1の転送路に
読み出し、特定の画素の電荷を読み出し保持したまま、
読み出した他の画素の電荷を転送して、保持した電荷に
転送した電荷を加算して、第1の色の画素の電荷を複数
加算した第1の加算電荷を生成できる。次いで、この第
1の加算電荷に加算しないように、転送と選択的な電荷
読出とを組み合わせ、第2の色の画素の電荷を第1の転
送路に複数読み出し、第1の色の画素の電荷の電荷と同
様に第1の転送路で加算し、あるいは、第1の転送路か
ら第2の転送路の同じ位置に読み込んで加算し、第2の
加算電荷を生成できる。そして、これら第1及び第2の
加算電荷を第2の転送路で転送して出力することによ
り、全画素を順次読み出し出力する状態に較べて、画素
が間引かれ、フレームレートを向上できる。さらに、画
素の間引きは、全画素の読み出しを行い、同色の画素の
電荷を複数加算して行うことが可能なため、単に画素を
選択的に読み出す構成に較べて、画質を容易に向上でき
る。
According to the method of driving a solid-state image pickup device of the first aspect, among the plurality of pixels arranged in a predetermined pattern, the charges of the plurality of pixels of the first color are first transferred. Read out to the path and read out and hold the charge of a specific pixel,
It is possible to transfer the read charges of the other pixels, add the transferred charges to the held charges, and generate a first added charge by adding a plurality of charges of the pixels of the first color. Next, transfer and selective charge reading are combined so as not to add to the first added charge, and a plurality of charges of the pixel of the second color are read to the first transfer path, and the charge of the pixel of the first color is read. Similar to the charge, the charges can be added in the first transfer path, or read from the first transfer path to the same position in the second transfer path and added to generate the second added charge. Then, by transferring and outputting the first and second added charges through the second transfer path, the pixels are thinned out and the frame rate can be improved as compared with the state where all the pixels are sequentially read and output. Further, thinning out of pixels can be performed by reading out all pixels and adding a plurality of charges of pixels of the same color, so that the image quality can be easily improved as compared with a configuration in which pixels are selectively read out.

【0145】請求項2記載の固体撮像素子の駆動方法に
よれば、請求項1記載の効果に加え、第1の加算電荷及
び第2の加算電荷が所望の順序で出力可能になり、後工
程における処理を容易にできる。
According to the solid-state image pickup device driving method of the second aspect, in addition to the effect of the first aspect, the first added charge and the second added charge can be output in a desired order, and the subsequent process Can be easily processed.

【0146】請求項3記載の固体撮像素子の駆動方法に
よれば、請求項1記載の効果に加え、第1の転送路への
電荷の読み出し加算動作を比較的短時間で行うことがで
きる。
According to the driving method of the solid-state image pickup device of the third aspect, in addition to the effect of the first aspect, the operation of reading and adding charges to the first transfer path can be performed in a relatively short time.

【0147】請求項4記載の固体撮像素子の駆動方法に
よれば、請求項1ないし3いずれか記載の効果に加え、
第1の加算工程は、複数の電荷読出電極に電荷読出電圧
を印加して複数の画素の電荷を第1の転送路に読み出
し、次いで、特定の電荷読出電極に電荷読出電圧を加え
たまま、第1の転送路の転送を行うことにより行うこと
ができる。
According to the solid-state image pickup device driving method of the fourth aspect, in addition to the effect of any one of the first to third aspects,
In the first adding step, the charge read voltage is applied to the plurality of charge read electrodes to read the charges of the plurality of pixels to the first transfer path, and then the charge read voltage is applied to the specific charge read electrode, This can be done by performing transfer on the first transfer path.

【0148】請求項5記載の固体撮像素子の駆動方法に
よれば、請求項1ないし4いずれか記載の効果に加え、
全画素をそれぞれ用いて高精細な画像を出力する状態
と、画素を間引いて高速に出力するモードとを容易に切
り替えて使用できる。
According to the solid-state image pickup device driving method of the fifth aspect, in addition to the effect of any one of the first to fourth aspects,
It is possible to easily switch between a state in which a high-definition image is output by using all pixels and a mode in which pixels are thinned out and output at high speed.

【0149】請求項6記載の固体撮像素子の駆動方法に
よれば、請求項5記載の効果に加え、高精細な静止画用
の信号を出力可能であるとともに、高速のフレームレー
トを実現しかつ画質を向上した動画用の信号が出力可能
であり、静止画と動画とを切り替えて撮影する撮像装置
に適した構成が実現される。
According to the solid-state image pickup device driving method of the sixth aspect, in addition to the effect of the fifth aspect, a high-definition still image signal can be output and a high frame rate can be realized. A signal for a moving image with improved image quality can be output, and a configuration suitable for an imaging device that switches between still images and moving images and shoots is realized.

【0150】請求項7記載の撮像装置によれば、所定の
パターンで配列された複数の画素のうち、先に第1の色
の複数の画素の電荷を第1の転送路に読み出し、特定の
画素の電荷を読み出し保持したまま、読み出した他の画
素の電荷を転送して、保持した電荷に転送した電荷を加
算して、第1の色の画素の電荷を複数加算した第1の加
算電荷を生成できる。次いで、この第1の加算電荷に加
算しないように、第2の色の画素の電荷を第1の転送路
に複数読み出し、第1の色の画素の電荷の電荷と同様に
第1の転送路で加算し、あるいは、第1の転送路から第
2の転送路の同じ位置に読み込んで加算し、第2の加算
電荷を生成できる。そして、これら第1及び第2の加算
電荷を第2の転送路で転送して出力することにより、全
画素を順次読み出し出力する状態に較べて、画素が間引
かれ、フレームレートを向上できる。さらに、画素の間
引きは、全画素の読み出しを行い、同色の画素の電荷を
複数加算して行うことが可能なため、単に画素を選択的
に読み出す構成に較べて、画質を容易に向上できる。
According to the image pickup device of the seventh aspect, among the plurality of pixels arranged in a predetermined pattern, the electric charges of the plurality of pixels of the first color are first read out to the first transfer path and specified. A first added charge obtained by transferring the read charges of another pixel while holding and reading the charges of the pixel, adding the transferred charges to the held charges, and adding a plurality of charges of the pixels of the first color Can be generated. Next, a plurality of charges of the second color pixel are read out to the first transfer path so as not to be added to the first added charge, and the first transfer path is read in the same manner as the charge of the first color pixel. , Or read from the first transfer path to the same position on the second transfer path and add them to generate a second added charge. Then, by transferring and outputting the first and second added charges through the second transfer path, the pixels are thinned out and the frame rate can be improved as compared with the state where all the pixels are sequentially read and output. Further, thinning out of pixels can be performed by reading out all pixels and adding a plurality of charges of pixels of the same color, so that the image quality can be easily improved as compared with a configuration in which pixels are selectively read out.

【0151】請求項8記載の撮像装置によれば、請求項
7記載の効果に加え、出力される信号の順序を入れ替え
る処理手段を設けたため、第1の転送路及び第2の転送
路で加算され出力される第1の加算電荷及び第2の加算
電荷の順序を必ずしも揃える必要がない。このため、各
転送路において、電荷を一方向のみに転送すれば良く、
逆方向に転送する必要がないため、逆方向への転送の転
送効率が悪いCCDについても対応でき、汎用性を向上
できる。
According to the image pickup apparatus of the eighth aspect, in addition to the effect of the seventh aspect, since the processing means for changing the order of the output signals is provided, addition is performed in the first transfer path and the second transfer path. It is not always necessary to arrange the order of the first added charges and the second added charges that are output. Therefore, in each transfer path, it is sufficient to transfer the charges only in one direction,
Since it is not necessary to transfer in the reverse direction, it is possible to cope with a CCD having a low transfer efficiency in the transfer in the reverse direction, and the versatility can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の撮像装置の第1の実施の形態を示す構
成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of an image pickup apparatus of the present invention.

【図2】同上撮像装置のCCDの内部構造を示す一部の
説明図である。
FIG. 2 is a partial explanatory view showing an internal structure of a CCD of the image pickup device of the same.

【図3】同上CCDの駆動方法の静止画モードを示す説
明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a still image mode of the above-described CCD driving method.

【図4】同上CCDの駆動方法の静止画モードを示す説
明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a still image mode of a driving method of the same as above.

【図5】同上CCDの比較例の駆動方法の動画モードを
示す説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a moving image mode of a driving method of a comparative example of the above CCD.

【図6】同上CCDの駆動方法の動画モードを示す説明
図である。
FIG. 6 is an explanatory view showing a moving image mode of a driving method of the same as above.

【図7】同上CCDの駆動方法の動画モードを示す説明
図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a moving image mode of a driving method of the same as above.

【図8】同上CCDの駆動方法の動画モードを示す説明
図である。
FIG. 8 is an explanatory view showing a moving image mode of the driving method of the same as above.

【図9】同上図8に続く説明図である。9 is an explanatory diagram following FIG. 8 of the above.

【図10】同上図9に続く説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram following FIG. 9 of the above.

【図11】同上CCDの静止画モードの概略を示す説明
図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram showing an outline of a still image mode of the above CCD.

【図12】同上CCDの比較例の動画モードを示す説明
図である。
FIG. 12 is an explanatory diagram showing a moving image mode of a comparative example of the above CCD.

【図13】同上CCDの動画モードのライン読み出し加
算の概略を示す説明図である。
FIG. 13 is an explanatory diagram showing an outline of line read addition in a moving image mode of the CCD.

【図14】本発明の撮像装置の第2の実施の形態を示す
動画モードのライン読み出し加算の概略の説明図であ
る。
FIG. 14 is a schematic explanatory diagram of line readout addition in a moving image mode showing the second embodiment of the image pickup apparatus of the present invention.

【図15】同上CCDの動画モードを示す説明図であ
る。
FIG. 15 is an explanatory diagram showing a moving image mode of the above CCD.

【図16】同上図15に続く説明図である。16 is an explanatory diagram following FIG. 15 of the above.

【図17】同上CCDの動画モードを示す説明図であ
る。
FIG. 17 is an explanatory diagram showing a moving image mode of the above CCD.

【図18】同上図17に続く説明図である。FIG. 18 is an explanatory diagram following FIG. 17 of the above.

【図19】同上図18に続く説明図である。FIG. 19 is an explanatory diagram following FIG. 18 of the above.

【図20】本発明の撮像装置の第3の実施の形態を示す
CCDの内部構造の一部の説明図である。
FIG. 20 is an explanatory diagram of a part of the internal structure of the CCD showing the third embodiment of the imaging device of the invention.

【図21】同上CCDの静止画モードを示す説明図であ
る。
FIG. 21 is an explanatory diagram showing a still image mode of the same CCD.

【図22】同上CCDの動画モードを示す説明図であ
る。
FIG. 22 is an explanatory diagram showing a moving image mode of the above CCD.

【図23】同上図22に続く説明図である。FIG. 23 is an explanatory diagram following FIG. 22 above.

【図24】同上CCDの動画モードを示す説明図であ
る。
FIG. 24 is an explanatory diagram showing a moving image mode of the above CCD.

【図25】同上図24に続く説明図である。25 is an explanatory diagram following FIG. 24 of the above.

【図26】同上図25に続く説明図である。FIG. 26 is an explanatory diagram following FIG. 25 above.

【図27】本発明の撮像装置の第4の実施の形態を示す
CCDの動画モードを示す説明図である。
FIG. 27 is an explanatory diagram showing a moving image mode of a CCD showing a fourth embodiment of the image pickup device of the present invention.

【図28】同上図27に続く説明図である。28 is an explanatory diagram continued from FIG. 27 of the same.

【図29】同上CCDの動画モードを示す説明図であ
る。
FIG. 29 is an explanatory diagram showing a moving image mode of the above CCD.

【図30】同上図29に続く説明図である。FIG. 30 is an explanatory diagram following FIG. 29 of the above.

【図31】同上図30に続く説明図である。FIG. 31 is an explanatory diagram that follows FIG. 30 above.

【図32】本発明の撮像装置の第5の実施の形態を示す
CCDの内部構造の一部の説明図である。
FIG. 32 is an explanatory diagram of a part of the internal structure of the CCD showing the fifth embodiment of the image pickup device of the invention.

【図33】同上CCDの動画モードを示す説明図であ
る。
FIG. 33 is an explanatory diagram showing a moving image mode of the above CCD.

【図34】同上図28に続く説明図である。FIG. 34 is an explanatory diagram following FIG. 28 above.

【図35】同上CCDの動画モードのライン読み出し加
算の概略を示す説明図である。
FIG. 35 is an explanatory diagram showing an outline of line readout addition in a moving image mode of the CCD.

【図36】本発明の撮像装置の第6の実施の形態を示す
CCDの動画モードを示す説明図である。
FIG. 36 is an explanatory diagram showing a moving image mode of the CCD showing the sixth embodiment of the image pickup apparatus of the present invention.

【図37】同上図28に続く説明図である。FIG. 37 is an explanatory diagram following FIG. 28 above.

【図38】同上CCDの動画モードのライン読み出し加
算の概略を示す説明図である。
FIG. 38 is an explanatory diagram showing an outline of line reading addition in a moving image mode of the same as above CCD.

【符号の説明】 1 撮像装置 2 固体撮像素子としてのCCD 3 駆動回路としてのCCD駆動回路 11 光電変換手段としてのフォトダイオード 12 第1の転送路としての垂直転送路 31a,31b 電荷読出電圧としての電荷読出パルス 33 電荷 34 第1の加算電荷としての5画素混合電荷 44 第2の加算電荷としての5画素混合電荷 V1A,V1B,V3A,V3B 電荷読出電極[Explanation of symbols] 1 Imaging device 2 CCD as a solid-state image sensor 3 CCD drive circuit as drive circuit 11 Photodiode as photoelectric conversion means 12 Vertical transfer path as the first transfer path 31a, 31b Charge read pulse as charge read voltage 33 charge 34 5 pixel mixed charge as the first added charge 44 5 pixel mixed charge as second added charge V1A, V1B, V3A, V3B charge readout electrode

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光電変換手段を備え所定のパターンで第
1の色及び第2の色が配列された複数の画素と、これら
画素の電荷を読み出し転送する複数の第1の転送路と、
これら第1の転送路が転送した電荷を読み出し転送して
出力する第2の転送路とを備えた固体撮像素子の駆動方
法であって、 前記第1の色の画素の電荷を前記第1の転送路に複数読
み出し、特定の画素について電荷を読み出す状態を維持
し読み出した電荷を保持したまま、読み出した他の画素
の電荷を転送して、保持した電荷に転送した電荷を加算
して、第1の色の画素の電荷を複数加算した第1の加算
電荷を生成する第1の加算工程と、 前記第1の加算画素を前記第2の色の画素の電荷が読み
出される位置から外した状態で、前記第2の色の画素の
電荷を前記第1の転送路に複数読み出し、これら第2の
色の画素の複数の電荷を前記第1の転送路及び前記第2
の転送路の少なくとも一方で加算して、第2の色の画素
の電荷を複数加算した第2の加算電荷を生成する第2の
加算工程と、 これら第1の加算電荷及び第2の加算電荷を前記第2の
転送路で転送して出力する加算出力工程とを備えたこと
を特徴とする固体撮像素子の駆動方法。
1. A plurality of pixels, each of which has a photoelectric conversion means and in which a first color and a second color are arranged in a predetermined pattern, and a plurality of first transfer paths for reading and transferring charges of the pixels.
A method of driving a solid-state imaging device, comprising: a second transfer path that reads out, transfers, and outputs the charges transferred by the first transfer paths, wherein the charges of the pixels of the first color are transferred to the first transfer path. A plurality of read out charges are transferred to the transfer path, while the read out charge of a specific pixel is maintained and the read out charge is held, the read charges of other pixels are transferred, and the transferred charge is added to the held charge, A first addition step of generating a first added charge by adding a plurality of charges of pixels of one color; and a state in which the first added pixel is removed from a position where the charges of the pixels of the second color are read out. A plurality of charges of the pixels of the second color are read to the first transfer path, and a plurality of charges of the pixels of the second color are read out to the first transfer path and the second transfer path.
A second addition step of adding a plurality of charges of the pixels of the second color to generate a second addition charge by adding at least one of the transfer paths of the first addition charge, and the first addition charge and the second addition charge. And a summing and outputting step of transferring and outputting by the second transfer path.
【請求項2】 第1の加算工程及び第2の加算工程は、
第1の転送路に読み出した電荷を正方向及び逆方向に転
送しながら行うことを特徴とする請求項1記載の固体撮
像素子の駆動方法。
2. The first addition step and the second addition step,
The method for driving a solid-state imaging device according to claim 1, wherein the method is performed while transferring the charges read out to the first transfer path in a forward direction and a reverse direction.
【請求項3】 第2の加算工程は、第2の転送路の所定
位置に第2の色の画素の複数の電荷を読み出して行うこ
とを特徴とする請求項1記載の固体撮像素子の駆動方
法。
3. The driving of the solid-state imaging device according to claim 1, wherein the second adding step is performed by reading out a plurality of charges of the pixels of the second color at a predetermined position of the second transfer path. Method.
【請求項4】 第1の転送路は、各画素に対する電荷読
出電極を設けた電荷結合素子を備え、電荷の読み出し及
び保持は、前記電荷読出電極に電荷読出電圧を印加して
行われることを特徴とする請求項1ないし3いずれか記
載の固体撮像素子の駆動方法。
4. The first transfer path comprises a charge-coupled device having a charge read electrode for each pixel, and the charge is read and held by applying a charge read voltage to the charge read electrode. 4. The method for driving a solid-state image pickup device according to claim 1, which is characterized in that.
【請求項5】 第1の加算工程、第2の加算電荷、及び
加算出力工程を行う第1の駆動モードと、 各画素の電荷を個々に第1の転送路に読み出し、読み出
した電荷を個々に第2の転送路に転送し、この第2の転
送路から出力する第2の駆動モードとが切り替えられる
ことを特徴とする請求項1ないし4いずれか記載の固体
撮像素子の駆動方法。
5. A first drive mode in which a first addition step, a second addition charge, and an addition output step are performed, and charges of each pixel are individually read to a first transfer path, and the read charges are individually read. 5. The method for driving a solid-state image pickup device according to claim 1, wherein a second drive mode in which the transfer is performed to the second transfer path and the second drive mode is output from the second transfer path is switched.
【請求項6】 第1の駆動モードは、動画を撮影する動
画モードであり、第2の駆動モードは、静止画を撮影す
る静止画モードであることを特徴とする請求項5記載の
固体撮像素子の駆動方法。
6. The solid-state image pickup according to claim 5, wherein the first driving mode is a moving image mode for shooting a moving image, and the second driving mode is a still image mode for shooting a still image. Device driving method.
【請求項7】 固体撮像素子と、この固定撮像素子を駆
動する駆動回路とを具備し、 前記固体撮像素子は、光電変換手段を備え所定のパター
ンで第1の色及び第2の色が配列された複数の画素を備
え、 前記駆動回路は、 前記各画素の電荷を読み出し転送する複数の第1の転送
路と、これら第1の転送路が転送した電荷を読み出し転
送して出力する第2の転送路とを備え、 前記駆動回路は、 前記第1の色の画素の電荷を前記第1の転送路に複数読
み出し、特定の画素について電荷を読み出す状態を維持
し読み出した電荷を保持したまま、読み出した他の画素
の電荷を転送して、保持した電荷に転送した電荷を加算
して、第1の色の画素の電荷を複数加算した第1の加算
電荷を生成し、 前記第1の加算画素を前記第2の色の画素の電荷が読み
出される位置から外した状態で、前記第2の色の画素の
電荷を前記第1の転送路に複数読み出し、これら第2の
色の画素の複数の電荷を前記第1の転送路及び前記第2
の転送路の少なくとも一方で加算して、第2の色の画素
の電荷を複数加算した第2の加算電荷を生成し、 これら第1の加算電荷及び第2の加算電荷を前記第2の
転送路で転送して出力することを特徴とする撮像装置。
7. A solid-state image sensor, and a drive circuit for driving the fixed image sensor, wherein the solid-state image sensor includes photoelectric conversion means, and a first color and a second color are arranged in a predetermined pattern. A plurality of first transfer paths for reading out and transferring the electric charges of the pixels, and a second circuit for reading out, transferring, and outputting the electric charges transferred by the first transfer paths. The drive circuit reads out a plurality of charges of the pixels of the first color to the first transfer path, maintains a state of reading out charges of a specific pixel, and holds the read out charges. Transferring the read charges of other pixels, adding the transferred charges to the held charges, and generating a first added charge by adding a plurality of charges of the pixels of the first color, The charge of the pixel of the second color is read out from the addition pixel A plurality of charges of the pixels of the second color are read out to the first transfer path in a state where the charges of the pixels of the second color are removed from the first transfer path and the first transfer path. Two
Of at least one of the transfer paths to generate a second added charge by adding a plurality of charges of pixels of the second color, and the first added charge and the second added charge are transferred to the second transfer. An imaging device characterized by being transferred on the road and output.
【請求項8】 固体撮像素子から出力される第1の加算
電荷及び第2の加算電荷の順序を入れ替え可能な処理手
段を備えたことを特徴とする請求項7記載の撮像装置。
8. The image pickup apparatus according to claim 7, further comprising a processing unit capable of changing the order of the first added charge and the second added charge output from the solid-state image pickup device.
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