JP4110236B2

JP4110236B2 - CCD imaging device, driving method thereof, and film scanner

Info

Publication number: JP4110236B2
Application number: JP37408398A
Authority: JP
Inventors: 淳彦石原; 和也小田
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 1998-12-28
Filing date: 1998-12-28
Publication date: 2008-07-02
Anticipated expiration: 2018-12-28
Also published as: JP2000196965A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＣＣＤ撮像デバイス及びその駆動方法、並びにフイルムスキャナーに係り、特に現像済みの写真フイルムに記録されている画像情報を撮像素子で読み取り、これを電子画像データに変換して記録・再生し得るフイルムスキャナーに好適なＣＣＤ撮像デバイス及びその駆動方法、並びにフイルムスキャナーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から現像済みの写真フイルムに記録されている画像をＣＣＤラインセンサ（リニアイメージセンサ）で読み取り、その画像を電子画像データに変換してテレビ受像機などの画像表装置に出力したり、記録媒体等に画像データファイルとして記録することができるフイルムスキャナーが提案されている（特開平８−１４７３２６号公報）。例えば、２４ｍｍ新写真システム（ＡＰＳ）対応のフイルムの場合、遮光構造を有するフイルムカートリッジ内に写真フイルムが収納されており、現像済みの写真フイルムに記録されている画像を確認するにはフイルムをカートリッジから引き出す必要がある。かかるＡＰＳ対応のフイルムスキャナーは、フイルムカートリッジからフイルムを引き出す機構（フイルムローディング機構）を備え、フイルムを搬送しながらＣＣＤラインセンサで画像を読み込むという方式が採用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
通常、この種のフイルムスキャナーにおいては、フイルムローディング時に全コマの画像を高速でスキャンして各コマ画像の読取条件を検出し、その後に改めて当該読取条件を基に撮像系に補正をかけて全コマをスキャンし、各コマについて画素数を適度に間引き処理した小サイズ画像（サムネイル画像）を取得し、これらをマトリックス状に配列してなるインデックス画像を作成する。
【０００４】
このようにラインセンサを用いる従来のフイルムスキャナーの場合、インデックス画像を高速で作成することができるという利点はあるが、一コマ毎の単独画像の読み込み（本撮像処理）については、フイルムをスキャンしないと画像が確認できないという欠点がある。また、読取条件を確定するために事前に画像情報を取得する必要があり、一コマの画像を表示させるのに時間がかかる。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みて成されたもので、本撮像処理の高速化及びインデックス画像の作成の容易化を達成できるＣＣＤ撮像デバイス及びその駆動方法を提供するとともに、かかる技術を適用したフイルムスキャナーを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するために、複数の光電変換素子が二次元的に配列され、各光電変換素子に蓄積された信号電荷を前記配列の列方向に沿う垂直方向に転送させる垂直転送路と、前記垂直転送路から送り出される信号電荷を前記配列の行方向に沿う水平方向に転送させる水平転送路と、を備えたＣＣＤ撮像デバイスにおいて、前記複数の光電変換素子の配列が、互いに隣接する光電変換素子の行同士において、一方の行の前記光電変換素子の配列が、他方の行の前記光電変換素子の配列に対して行方向の配列間隔の略１／２だけ相対的にずれて配置された構造であり、前記各光電変換素子は１つの光電変換素子について１つの垂直転送路のみが設けられるとともに、各光電変換素子に蓄積された信号電荷を前記垂直転送路に読み出すための転送ゲートが１つの光電変換素子について１つのみ設けられており、前記二次元的に配列された前記複数の光電変換素子のうち前記水平方向に沿う隣接する２行分の光電変換素子であって、前記水平転送路に最も近い２行分の光電変換素子に蓄積された信号電荷を前記垂直転送路に転送させる転送ゲート電極が、当該隣接する２行分以外の光電変換素子に蓄積された信号電荷を前記垂直転送路に転送させる転送ゲート電極とは別に設けられ、前記隣接する２行分の光電変換素子の転送ゲート電極に対して独立に読出パルス電圧の印加を制御できる構造を有し、前記隣接する２行分の光電変換素子の信号のみを読み出して、これら２行の組み合わせで一水平ラインの信号の出力が得られることを特徴としている。
【０００８】
前記目的を達成するために本発明の他の態様によれば、複数の光電変換素子が二次元的に配列され、各光電変換素子に蓄積された信号電荷を前記配列の列方向に沿う垂直方向に転送させる垂直転送路と、前記光電変換素子に蓄積された信号電荷を前記垂直転送路に転送させる転送ゲートを制御するための転送ゲート電極と、前記垂直転送路から送り出される信号電荷を前記配列の行方向に沿う水平方向に転送させる水平転送路と、を備えたＣＣＤ撮像デバイスの駆動方法において、前記複数の光電変換素子の配列が、互いに隣接する光電変換素子の行同士において、一方の行の前記光電変換素子の配列が、他方の行の前記光電変換素子の配列に対して行方向の配列間隔の略１／２だけ相対的にずれて配置された構造であり、前記各光電変換素子は１つの光電変換素子について１つの垂直転送路のみが設けられるとともに、各光電変換素子に蓄積された信号電荷を前記垂直転送路に読み出すための転送ゲートが１つの光電変換素子について１つのみ設けられており、前記二次元的に配列された前記複数の光電変換素子のうち前記水平方向に沿う隣接する２行分の光電変換素子であって、前記水平転送路に最も近い２行分の光電変換素子の転送ゲート電極に対して読出パルス電圧を印加して信号電荷を読み出し、当該隣接する２行分以外の光電変換素子の転送ゲート電極に対しては読出パルス電圧を与えずに前記隣接する２行分の光電変換素子の信号のみを読み出して、これら２行の組み合わせで一水平ラインの信号の出力を得ることにより当該ＣＣＤ撮像デバイスをリニアイメージセンサとして機能させる第１の駆動制御方式と、前記隣接する２行分の光電変換素子も含めて全ての光電変換素子から信号電荷の読み出しを行い、当該ＣＣＤ撮像デバイスをエリアイメージセンサとして機能させる第２の駆動制御方式と、を切り換えることにより一つのＣＣＤ撮像デバイスをリニアイメージセンサとして使用し、又はエリアイメージセンサとして使用することを特徴としている。
【０００９】
また、本発明に係るフイルムスキャナーは、現像済みの写真フイルムを搬送するフイルム搬送手段と、前記写真フイルムを照明する光源と、前記光源で照明される写真フイルムに記録されている画像を撮像して電子画像信号に変換するＣＣＤ撮像デバイスであって、複数の光電変換素子が二次元的に配列され、各光電変換素子に蓄積された信号電荷を前記配列の列方向に沿う垂直方向に転送させる垂直転送路と、前記垂直転送路から送り出される信号電荷を前記配列の行方向に沿う水平方向に転送させる水平転送路と、を有し、前記複数の光電変換素子のうち前記水平方向に沿う１行分又は隣接する２行分の光電変換素子に蓄積された信号電荷を前記垂直転送路に転送させる転送ゲート電極が、当該１行分又は隣接する２行分以外の光電変換素子に蓄積された信号電荷を前記垂直転送路に転送させる転送ゲート電極とは別に設けられ、前記１行分又は隣接する２行分の光電変換素子の転送ゲート電極に対して独立に読出パルス電圧の印加を制御できる構造を有しているＣＣＤ撮像デバイスと、インデックス画像作成時には前記複数の光電変換素子のうち前記配列の行方向に沿う１行分又は隣接する２行分の光電変換素子の転送ゲート電極に対して読出パルス電圧を印加して信号電荷を読み出し、当該１行分又は隣接する２行分以外の光電変換素子の転送ゲート電極に対しては読出パルス電圧を与えずに前記ＣＣＤ撮像デバイスをリニアイメージセンサとして機能させる一方、一コマ画像再生時には全ての光電変換素子から信号電荷の読み出しを行い、当該ＣＣＤ撮像デバイスをエリアイメージセンサとして機能させるＣＣＤ駆動制御手段と、を備えたことを特徴としている。
【００１０】
本発明によれば、平面配列された光電変換素子のうちの１行分又は隣接する２行分の光電変換素子ラインの転送ゲート電極に対して読出パルス電圧を印加し、他の光電変換素子の転送ゲート電極に対しては読出パルス電圧を印加しないことにより、当該１行又は２行分の光電変換素子の信号電荷のみを読み出すことができる。その一方、前記１行又は隣接する２行分の光電変換素子ラインを他の光電変換素子と区別することなく、従来のエリアイメージセンサと同様に、全ての光電変換素子の転送ゲート電極に対して読出パルス電圧を与えることにより全ての光電変換素子から信号電荷を読み出すことができる。このように、１行分又は隣接する２行分の光電変換素子ラインの転送ゲート電極を他の転送ゲート電極とは別に独立して制御できるようにしたので、１つのＣＣＤ撮像デバイスをリニアイメージセンサとして使用したり、エリアイメージセンサとして使用することができる。
本発明に係るフイルムスキャナーによれば、インデックス画像を高速で取得することができるとともに、一コマ画像再生用の本撮像の際にはラインセンサのようにスキャンしなくても画像を取得することができ、通常の一コマ画像の取得も高速化できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に従って本発明に係るＣＣＤ撮像デバイス及びその駆動方法、並びにフイルムスキャナーの好ましい実施の形態について詳説する。
はじめにＣＣＤイメージセンサの一般的な構造について概説しておく。図１は従来のインタライン転送ＣＣＤの構造を示す概念図である。同図では便宜上画素数を少なくし一列のみを示すが、実際のデバイスは同様の構成が縦横に多数配列されている。
【００１２】
このＣＣＤイメージセンサ１０はフォトダイオードからなる感光画素１２の配列と、四相駆動（Ｖ1 ，Ｖ2 ，Ｖ3 ，Ｖ4 ）の垂直転送ＣＣＤ（垂直転送路）１４と、二相駆動の水平転送ＣＣＤ（水平転送路）１６から構成される。垂直転送ＣＣＤ１４の第１相Ｖ1 及び第３相Ｖ3 の転送電極に対応して感光画素１２が設けられ、その間の部分は感光画素１２の信号電荷を垂直転送ＣＣＤ１４に転送する制御ゲート（転送ゲート）として機能する。
【００１３】
感光画素１２に信号電荷が蓄積された状態で転送電極Ｖ1 ，Ｖ3 に読出パルスを印加すると各感光画素１２の信号電荷が並列的に垂直転送ＣＣＤ１４に転送される。次に、垂直転送ＣＣＤ１４に１周期分のクロックパルスを印加することにより１行分の信号電荷が水平転送ＣＣＤ１６に転送される（この動作をラインシフトという。）。次いで、水平転送ＣＣＤ１６に２相クロックパルスを印加することで１行分の信号電荷が出力部から読み出力される。以下、ラインシフトと水平転送ＣＣＤ１６の水平転送（水平読み出し）を繰り返すことによって、垂直転送ＣＣＤ１４の信号電荷を全て読み出すことができる。なお、クロックパルスは読出パルスと逆の極性の電圧として与えられるため、ラインシフト及び水平読み出しの間に感光画素１２の信号電荷が垂直転送ＣＣＤ１４に流入することはない。かかる信号電荷の読み出しは垂直駆動信号（ＶＤ）のタイミングに合わせて、１垂直駆動期間内に行われる。
【００１４】
また、インターレース読み出しの場合は、感光画素１２に信号電荷が蓄積された状態で転送電極Ｖ1 に読出パルス（フィールドシフトパルス）を印加し、奇数行の感光画素１２の信号電荷を並列的に垂直転送ＣＣＤ１４に転送する。次に、垂直転送ＣＣＤ１４に１周期分のクロックパルスを印加し、１行分の信号電荷を水平転送ＣＣＤ１６に転送（ラインシフト）する。次いで、水平転送ＣＣＤ１６に２相クロックパルスを印加して１行分の信号電荷を出力部から読み出す。以下、ラインシフトと水平読み出しを繰り返すことによって、垂直転送ＣＣＤ１４の信号電荷が全て読み出される。
【００１５】
奇数行の感光画素１２について信号電荷の読み出しが完了したら、次に、転送電極Ｖ3 にフィールドシフトパルスを印加して偶数行の感光画素１２の信号電荷を並列的に垂直転送ＣＣＤ１４に転送する。その後の読み出し動作は奇数行の場合と同様である。
奇数行の読み出し、及び偶数行の読み出しはそれぞれ１フィールド期間に行われ、偶数行の読み出しが完了したら、再び奇数行の読み出し動作に戻り、以下上述の動作を繰り返すことにより、テレビジョン走査と同じ飛び越し（インターレース）走査の読み出しが行われる。
【００１６】
また、図示しないが、ＣＣＤイメージセンサ１０には各感光画素１２で発生した過剰電荷（不要電荷）を排出するためのドレインが設けられている。その代表例がＣＣＤの深さ方向（基板方向）に電荷を排出する縦型オーバーフロードレインという構造である。
次に、上記従来のＣＣＤイメージセンサとの対比において本発明の実施の形態に係るＣＣＤイメージセンサの構造を説明する。
【００１７】
図２は本発明の実施の形態に係るＣＣＤイメージセンサの構造を示す概念図である。同図において図１と共通の部分には同一の符号を付す。また、図１と同様に画素数を少なくして示すが、実際のデバイスは感光画素が二次元的に多数配列され、例えば１２８０×１０２４の画素数を有している。
本発明の実施の形態に係るＣＣＤイメージセンサ２０は、水平転送ＣＣＤ１６に最も近い側の２行分の感光画素ラインについて転送電極Ｖ1A及びＶ3Aが他の電極とは別に制御できるように、独立に設けられている点で従来のＣＣＤイメージセンサと異なる。
【００１８】
感光画素配列がマトリックス状の正方配列の場合、感光画素１２の前面に配置されるカラーフィルタの配列パターンとの関係上、Ｒ，Ｇ，Ｂの全色の情報を得るために２行分の感光画素ラインについて独立に制御可能な転送電極Ｖ1A及びＶ3Aが設けられている。しかし、白黒の場合には水平転送ＣＣＤ１６に最も近い１行分の感光画素ラインについて独立制御可能な転送電極Ｖ1Aを設けることで足る。
【００１９】
かかる構造によって、通常は従来のＣＣＤイメージセンサ１０と同様にエリアイメージセンサとしての駆動を行い、必要に応じて前記２行分（白黒の場合は１行分）の感光画素ラインのみから信号電荷の読み出し制御を行い、当該ＣＣＤイメージセンサをリニアイメージセンサとして使用することができる。
図３は本発明の他の実施の形態に係るＣＣＤイメージセンサの構造を示す概念図である。このＣＣＤイメージセンサ３０は、感光画素３２が蜂の巣状に二次元的に配列されてなるハニカム構造を有し、カラーフィルタはいわゆる「斜めベイヤー配列」の配列形態が採用されている。かかるハニカム配列構造（互いに隣接する感光画素３２の行同士において、一方の行の感光画素３２の配列が、他方の行の感光画素３２の配列に対して行方向の配列間隔の略１／２だけ相対的にずれて配置された構造）の場合、水平方向に隣接するＲ及びＢと、これら２つの感光画素３２の上段に位置するＧの合計３つの感光画素３２の信号電荷から１点（１画素）画素分のカラー画像データが得られる。
【００２０】
ＣＣＤイメージセンサ３０は、水平転送ＣＣＤ３６側の２行分の転送ゲートＴＧ1A, ＴＧ3Aが、他の転送ゲートＴＧ1 , ＴＧ3 と区別して独立して制御できるように構成されている。また、当該ＣＣＤイメージセンサ３０は水平方向にＲとＢが繰り返されるＲＢ行と、Ｇのみが連続するＧ行とから構成されるが、Ｒ及びＢの垂直転送路とＧの垂直転送路とが別々に設けられており、図４に示すように、水平転送ＣＣＤ３６の出力部３７から出力される点順次の読み出し信号としては、これら２行（ＲＢ行とＧ行）の組み合わせで一水平ラインの信号列が形成される。
【００２１】
すなわち、図４上で最下段のＲＢ行（Ｒ₁₁，Ｂ₁₁，Ｒ₁₂，Ｂ₁₂…）とその直上段のＧ行（Ｇ₁₁，Ｇ₁₂，Ｇ₁₃…）の組み合わせによって水平第１ラインの信号列Ｒ₁₁Ｇ₁₁Ｂ₁₁Ｇ₁₂…Ｂ₁₅₁₂Ｇ₁₁₀₂₄が得られ、次のＲＢ行（Ｂ₂₁，Ｒ₂₁，Ｂ₂₂，Ｒ₂₂…）とその直上段のＧ行（Ｇ₂₁，Ｇ₂₂，Ｇ₂₃…）によって水平第２ラインの信号列Ｂ₂₁Ｇ₂₁Ｒ₂₁Ｂ₂₂…Ｒ₂₅₂₂Ｇ₂₁₀₂₄が得られる。
【００２２】
図５及び図６にはＣＣＤイメージセンサ３０の駆動方法を示すタイミングチャートが示され、図５は当該ＣＣＤイメージセンサ３０をリニアセンサとして使用する場合の駆動方法（リニア駆動方法という。）を示すものであり、図６は当該ＣＣＤイメージセンサ３２をエリアセンサとして使用する場合の駆動方法（エリア駆動方法という。）を示すものである。
【００２３】
図５に示すように、垂直駆動パルス（ＶＤ）に同期して、ＣＣＤイメージセンサ３０の転送電極のうち、水平転送ＣＣＤ３６に最も近い２行の感光画素３２の独立電極Ｖ1 （ＴＧ1A）、Ｖ3 （ＴＧ3A）にのみ読出パルスを印加し、他の電極に対しては読出パルスを与えないようにすることにより、当該２行の信号のみが読み出される。その一方、図６に示すように、垂直駆動パルス（ＶＤ）に同期して、ＣＣＤイメージセンサ３０の全ての転送電極に読出パルスを印加することによって全感光画素３２の信号を読み出すことができる。
【００２４】
なお、インターレース方式によるＣＣＤ駆動を行う場合には、図７に示すように、垂直駆動パルス（ＶＤ）に同期して、奇数行の感光画素３２の転送電極に読出パルスを印加して奇数行の信号読み出しを行い、次の垂直駆動パルス（ＶＤ）に同期して偶数行の感光画素３２の転送電極に読出パルスを印加して偶数行の信号読み出しを行う。このような奇数行／偶数行の読み出しを交互に行うことによってテレビジョン走査と同様の信号読み出しが可能となる。
【００２５】
次に、図２又は図３で説明した本発明の実施の形態に係るＣＣＤイメージセンサをフイルムスキャナーに適用した例を説明する。
図８に示すように、このフイルムスキャナー４０は略直方体形状を有し、その前面にはフイルムカートリッジ４２挿入用のトレー４４と電源スイッチ４５が設けられている。トレー４４は前後方向に進退駆動可能な構造を有し、これによりフィルムカートリッジ４２の装填及び排出が行われる。
【００２６】
フイルムスキャナー４０には入力操作部に相当するキーパッド４６と、画像表示用のテレビ受像機（モニタ装置）４８とがそれぞれケーブル５０、５１を介して接続されている。キーパッド４６は上下左右の各方向を指示する選択キー５３や、アップ／ダウンキー５４、実行キー５５、取消キー５６などの操作キーを有し、これらキーの操作に応じた操作信号がケーブル５０を介してフイルムスキャナー４０に入力される。なお、キーパッド４６に相当する入力操作部をフイルムスキャナー４０本体に設けてもよいし、赤外線などを利用するリモコン装置（不図示）で構成することも可能である。
【００２７】
図９はフイルムカートリッジ４２の斜視図である。同図に示すようにフイルムカートリッジ４２は遮光構造を有する略円筒状のカートリッジシェル５８内に、単一のスプール６０に巻回された長尺の写真フイルム６２が収納されており、写真フイルム６２の引き出し口には遮光ドア６４が設けられている。ドア開閉用穴部６６に図示せぬドアドライバが挿入され、ドアドライバが回転駆動されることによって前記遮光ドア６４が開閉される。写真フイルム６２は各コマ６８の位置を示すパーフォレーション７０と磁気記録部７２とを有し、各コマ毎の撮影データやタイトル等の情報を磁気情報として記録できるようになっている。現像処理された写真フイルム６２はフイルムカートリッジ４２内に収納された状態で保管される。具体的には、２４ｍｍ新写真システム対応のフイルムカートリッジがこれに該当する。
【００２８】
図１０はフイルムスキャナーの内部構成を示すブロック図である。このフイルムスキャナー４０は、主として照明用の光源７４、フイルム搬送用のモータ制御部７６、レンズ７８、ＣＣＤイメージセンサ３０（又は２０）、アナログ信号処理部８０、デジタル信号処理部８２、記録部８４、及び制御用ＣＰＵを含む制御部８６等から構成される。光源７４は赤外線（ＩＲ）フィルタ８８を介して写真フイルム６２を照明する。フイルムを透過した画像光は絞り９０及びレンズ７８を介してＣＣＤイメージセンサ３０の受光面に結像される。
【００２９】
ＣＣＤイメージセンサ３０の受光面に結像された光学像は、Ｒ、Ｇ、Ｂの何れかのフィルタを有する各感光画素３２において所定時間電荷蓄積され、光の強さに応じた量のＲ、Ｇ、Ｂの信号電荷に変換される。こうして蓄積された信号電荷はＣＣＤ駆動部９２から加えられる所定周期の読出パルスによって垂直転送ＣＣＤに読みだされた後、垂直転送パルス及び水平転送パルスの印加によって順次読み出される。
【００３０】
ＣＣＤイメージセンサ３０から出力された信号はアナログ信号処理部８０に加えられ、ここで色分離、ゲイン調整、及びオフセット調整等の処理が施される。具体的にはフイルムネガのベース上でホワイトバランスが合うように色信号にゲインがかけられ（ゲイン調整）、Ａ／Ｄ変換器９４の入力レンジ合わせ（オフセット調整）が行われる。
【００３１】
アナログ信号処理部８０から出力された信号はＡ／Ｄ変換器９４によってデジタル信号に変換された後、次段のデジタル信号処理部８２に加えられる。ＣＣＤイメージセンサ３０、アナログ信号処理部８０、及びＡ／Ｄ変換器９４にはＣＣＤ駆動部９２から同期信号が与えられており、詳しくは後述するが、制御部８６の制御に従ってＣＣＤ駆動部９２によりＣＣＤイメージセンサ３０のライン駆動制御及びエリア駆動制御が行われる。
【００３２】
デジタル信号処理部８２は、ネガポジ反転回路、白バランス調整回路、ガンマ補正回路、輝度／色差信号生成回路等を含み、Ａ／Ｄ変換器９４から受入する信号に対して制御部８６の制御に基づいて所定の処理を施す。すなわち、Ａ／Ｄ変換器９４から受入した信号はネガポジ反転処理と同時にホワイトバランスが合わされ、更にガンマ処理された後、記録部８４へ送られ記録される。
【００３３】
記録部８４に書き込まれた画像データはテレビ用信号処理部９６に供給され、ここでＮＴＳＣ方式等の所定の映像信号に変換され、テレビ受像機４８その他の表示部（以下、表示部４８と記す。）に出力される。こうして、写真フイルム６２上に記録されている画像が表示部４８において表示される。また、記録部８４に書き込まれた画像データは外部出力インターフェース９８を介して図示せぬパーソナルコンピュータ（パソコン）などの外部機器に出力することも可能である。例えば、外部出力インターフェース９８にパソコンを接続することにより、当該フイルムスキャナー４０で読み込んだフイルム画像のデータをパソコンで吸い上げることが可能となる。
【００３４】
写真フイルム６２を搬送する手段について具体的な構造は図示しないが、フイルム駆動手段は図９で説明したフイルムカートリッジ４２のスプール６０に係合するスプール駆動軸と、フイルムカートリッジ４２から送り出される写真フイルム６２を巻き取る巻取スプールと、前記スプール駆動軸及び巻取スプールに回転駆動力を与えるモータと、フイルム搬送路中に配置されるキャプスタローラ及びピンチローラ等から構成される。
【００３５】
フイルム搬送路には、図１０中符号１００で示す光学センサ及び磁気センサが設けられている。光学センサは写真フイルム６２のパーフォレーション７０を検出するセンサと、フイルム縁部に書き込まれているバーコード等の光学データを検出するセンサとを含み、これらセンサで検出した情報は制御部８６のＣＰＵに通知される。
【００３６】
前記磁気センサは写真フイルム６２の磁気記録部７２に記録されている磁気情報を読み取るセンサ（磁気再生ヘッド）であり、当該磁気センサで検出した情報は制御部８６のＣＰＵに通知され、制御部８６内のＲＡＭに格納される。また、このＲＡＭに記録されたデータは書き換えも可能であり、ＲＡＭ内のデータを磁気記録用の信号に変換した後図示せぬ磁気記録ヘッドに出力することにより、写真フイルム６２の磁気記録部７２に情報を書き込むことも可能である。
【００３７】
制御部８６は本装置の各回路を統括・制御するものであり、制御プログラムや各種データ格納されているＲＯＭを有する。制御部８６はデジタル信号処理部８２から受入する映像信号に基づいて露出値の演算等を行うとともに、ユーザインターフェース１０２からの入力信号に基づいてＣＣＤ駆動部９２、絞り制御部１０４、及びモータ制御部７６等の撮像系を制御するとももに、記録部８４における書き込み・読み出し処理等の制御を行う。なお、ユーザインターフェース１０２はモードの選択や各処理項目の選択等の指示・入力に使用される。
【００３８】
次に、上記構成からなるフイルムスキャナーの動作について図１１のフローチャートを用いて説明する。
フイルムスキャナー４０にフイルムカートリッジ４２が装填されると、カートリッジの遮光ドア６４が開かれ、フイルムがローディングされる。そして、フイルムのリーダー部分のベース領域を利用して初期設定を含む前処理が実行され、写真フイルム６２をスキャンできる状態になる。図１１のフローチャート上ではこの状態を「初期状態」と記載している（ステップＳ１１０）。
【００３９】
ここで、インデックス画像を作成するか否かが判別され（ステップＳ１１２）、インデックス画像の作成の有無に応じて処理が分岐する。インデックス画像を作成するか否かはユーザの選択に委ねられており、ユーザがキーパッド４６等を操作してインデックス画像の表示を希望するか否かを任意に設定することができる。
【００４０】
インデックスを作成する旨の設定がなされている場合には、プリスキャンを実行してインデックス作成処理を行う（ステップＳ１１４）。プリスキャン動作時、ＣＣＤイメージセンサ３０は図５で説明したリニア駆動方法により駆動制御される。ＣＣＤイメージセンサ３０は水平転送ＣＣＤ３６がフイルムの給送方向と直交する方向に配置されており、この水平転送ＣＣＤ３６に最も近い２ライン分の感光画素３２がリニアイメージセンサとして機能する。他の感光画素３２で蓄積される電荷（不要電荷）はオーバーフロードレイン又は電子シャッタ機能によって捨てられる。
【００４１】
プリスキャン動作は、写真フイルム６２をカートリッジから引き出す方向に搬送しながら行う第１のスキャンと、写真フイルム６２をカートリッジ内ヘ巻戻しながら行う第２のスキャンの２つの工程からなる。第１のスキャン時には、写真フイルム６２を高速（例えば１４８．０ｍｍ／秒）で順方向に給送し、ＣＣＤイメージセンサ３０の独立制御に係る２ラインを介して画像データを取り込むとともに、光学及び磁気センサ１００を介してコマ検出、磁気情報の読み取り等を行う。このとき、制御部８６はＡ／Ｄ変換器９４から全コマのＲＧＢ信号を各色別に取り込み、色信号別のオフセット量、及び白バランス調整の為のゲイン調整量を算出し、これらオフセットデータ及びゲイン調整量を示すＡＷＢ（オートホワイトバランス）データを各コマ毎にＣＰＵのＲＡＭに記憶するとともに、各コマのＲＧＢ信号から各コマの明るさを示すＡＥ（自動露出制御）データを同ＲＡＭに記憶する。
【００４２】
第２のスキャン時には、写真フイルム６２を高速（例えば、７４．０ｍｍ／秒）で逆方向に搬送し（巻戻し）、再びＣＣＤイメージセンサ３０の独立制御に係る２ラインを介して画像データを取り込む。この時、制御部８６は第１のスキャンで取得したＡＥデータに基づいて絞り制御部１０４を制御するとともに、ＣＣＤ駆動部９２を制御してＣＣＤイメージセンサ３０の電荷蓄積時間を制御し、各コマ毎の露光量を調整する。また、制御部８６は第１のスキャンで取得したＡＷＢデータに基づいて、ＣＣＤ駆動部９２を制御してアナログ信号処理部８０におけるオフセット量やゲインの調整を行う。
【００４３】
写真フイルム６２の長手方向はフイルム搬送スピードにより画像情報が間引き処理される。データはＣＣＤイメージセンサ３０上で加算され、フイルムの短辺方向は、画像データの取り込み後、若しくは、取り込む際に間引き処理され、正方画素として表示可能な小画素サイズの画像データ（サムネイル画像データ）が取得される。こうして、取得された全コマ分の画像データが複数コマずつマトリックス状に配列され、インデックス画像が形成される。例えば、４×５の２０コマ分の画像を表示部４８の画面上に一覧表示し、２１コマ以上の画像がある場合には次の画面に表示するか、またはスクロールによって後続の画像を表示させる。このように、プリスキャン時は各画像作成に必要な情報を得るとともに、インデックス用の画像を生成することができる。
【００４４】
インデックス画像表示後、続いて自動再生モードに設定されているか否かを判別する（ステップＳ１１６）。キー操作等によってユーザが自動再生モードを選択した場合、前記プリスキャンで得られた各画像の情報や磁気情報をもとに、各コマの画像が順次自動的に再生される（ステップＳ１１８）。このときＣＣＤイメージセンサ３０は図６で説明したエリア駆動方法によって駆動されエリアイメージセンサとして機能する。一コマ毎にフイルムを搬送して所定の位置で停止させ、一コマ全体の画像情報をＣＣＤイメージセンサ３０から出力させる。この一コマ撮像（本撮像）に係る画像は表示部４８において一画面表示される。なお、このエリア駆動制御によって得られる画像データによって、先のプリスキャンで取得したＡＥ／ＡＷＢデータ等を変更してもよい。
【００４５】
一コマについて一定時間画像を表示したら、次コマの再生処理に移行し、以後、写真フイルム６２に記録されている複数コマの画像を順次連続的に再生していく。かかる自動再生プログラム（スライドショー）が終了すると、写真フイルム６２の巻き戻しが行われる（ステップＳ１２０）。フイルム巻戻し時にはユーザの選択により磁気情報の書き込み（リライト）処理も行われ、巻戻し終了後にフイルムカートリッジ４２が排出される（ステップＳ１２２）。
【００４６】
ステップＳ１１２においてインデックス画像を作成しない設定になっているときには、次いでマニュアル再生モードに設定されているか否かを判別する（ステップＳ１２４）。マニュアル再生はユーザが画像を逐次選択し、その選択に係る画像を一コマづつ表示する再生方法であり、前述した自動再生モードとこのマニュアル再生モードの何れかをユーザが任意に選択できるようになっている。
【００４７】
ユーザが自動再生モードを選択した時は、前述したステップＳ１１８に移行し、所定のプログラムに従ってロールフイルムの第１コマ目から順次自動再生処理が行われる（ステップＳ１１８〜ステップＳ１２０）。
その一方、ステップＳ１２４においてユーザがマニュアル再生モードを選択した場合は次いで、テレビ受像機等の表示部４８に画像を表示するのに必要な各種設定や画像処理情報の指定等を行う処理に進む（ステップＳ１２６）。このとき、表示部４８には、様々な設定項目のメニューや選択項目が表示され、ユーザはキーパッド４６等を操作しながら、所望の設定・選択、パラメータの入力等を行う。なお、前述したステップＳ１１６において自動再生を選択しない場合も当該ステップＳ１２６に移行するが、インデックス画像を作成した後に当該工程（ステップＳ１２６）に到来した場合にはインデックス画像を参照しながら各種の入力を行うことができる。
【００４８】
設定入力事項としては、例えば、画像の縦横設定（上方向の指定）、再生時における非表示コマの指定（スキップコマの指定）、連続再生のインターバル時間の設定、画面切替方法の設定（フェードイン・フェードアウト等の指定）、再生時の背景色等の環境設定などがある。これら入力事項のうち所定の項目についてはフイルム巻戻し時（ステップＳ１２０）に磁気情報として記録される。
【００４９】
情報の入力、修正、編集等の作業を行った後に、ユーザが画面上の操作ボックスの「ＥＮＤ」にポインター（カーソル）を合わせて実行キー５５を押すと、当該工程（ステップＳ１２６）の処理が終了し、次いで各コマ毎の表示を実行するか否かが判別される（ステップＳ１２８）。
ユーザが各コマ表示の実行を選択すると、次いで表示するコマの番号の入力を要求する（ステップＳ１３０）。ユーザがコマ番号を指定すると、その指定したコマ番号の位置まで写真フイルム６２が搬送され、当該指定コマ番号に係るフイルム画像の撮像（本撮像）が実行される（ステップＳ１３２）。この本撮像においても、ＣＣＤイメージセンサ３０は図６で説明したエリア駆動方法によって制御される。かかるエリア駆動の場合、一コマ分の画像データを一度に取得でき、また、画像データを連続的に取得し続けることができるので、得られた画像データを基に画像生成用の画像情報を最適な値に補正・変更することも可能である。これにより、リニアイメージセンサのようなフイルムを一度スキャンしないと画像出力を得られない場合と異なり、ほぼリアルタイムで画像を確認できる。また、フィードバック制御の利用によって良質な画像データを取得することができる。
【００５０】
特に、ＣＣＤイメージセンサ３０の撮像面サイズが２４ｍｍ新写真システム対応の露光エリアサイズ（１３．５ｍｍ×２４ｍｍ）程度であるとすれば、十分な画素数を実現でき、解像度も十分確保できる。また、図３で説明したように画素配列がハニカム構造の場合、ＧとＲＢのライン間の空間的な差も少なく、画像を作成し易いという利点がある。
【００５１】
かかる一コマ表示の際にも、様々な情報の入力、修正、編集が可能である（ステップＳ１３４）。例えば、画像のパン（横方向移動）・チルト（縦方向移動）の指示、画像の回転、電子ズーム機能によるズームアップ／ズームダウン、プリント枚数の指定などが可能である。ユーザはキーパッド４６等を操作して処理項目を選択し（ステップＳ１３４）、その選択に応じて所定の処理が実行される（ステップＳ１３６）。
【００５２】
次いで、ユーザによる操作が終了したか否かを判定する（ステップＳ１３８）。ユーザが操作を継続するときは、ステップＳ１３０に戻る。ユーザが移動先のコマ番号を入力すると、その指定に係るコマ番号の位置に写真フイルム６２が搬送され、指定したコマ番号に移動して上記同様の処理（ステップＳ１３２〜１３８）が行われる。ユーザによる操作が終了した後は、写真フイルム６２の巻戻し（ステップＳ１２０）、及びフイルムカートリッジ４２の排出（ステップＳ１２２）が行われる。
【００５３】
フイルムスキャナー４０の場合、照明用光源４７は固定され、写真フイルム６２も予め定められた位置に配置されるため、撮像対象物を静止物として取り扱うことができる。したがって、ＣＣＤイメージセンサ３０の駆動において図７で説明したインターレース駆動を採用することも可能である。かかるインターレース駆動の場合、扱う電荷量を増やすことができるという利点がある。この点、リニアイメージセンサを用いる従来のフイルムスキャナーにおいては、電荷蓄積時間を長くするにはフイルムの搬送速度を変更する必要があり制御系が複雑になる。
【００５４】
本発明の実施の形態に係るフイルムスキャナーによれば、フイルムの搬送制御も容易になり、インデックス画像及び本撮像の画像を容易に素早く作成することができるという利点がある。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るＣＣＤ撮像デバイスによれば、二次元的に配列された複数の光電変換素子のうち、１行分又は隣接する２行分の光電変換素子ラインの転送ゲート電極を他の光電変換素子と区別して独立に制御できる構造にしたので、１つのＣＣＤ撮像デバイスをリニアイメージセンサとして使用したり、エリアイメージセンサとして使用することができる。
【００５６】
また、かかるＣＣＤ撮像デバイスをフイルムスキャナーに適用し、インデックス画像を取得する際（インデックススキャン時）にはＣＣＤ撮像デバイスをリニアイメージセンサとして使用し、一コマ毎に高画質な画像を取得する本撮像の際にはＣＣＤ撮像デバイスをエリアイメージセンサとして使用するようにしたので、インデックス画像を高速で取得できるとともに、本撮像の画像も容易に素早く取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】インタライン転送ＣＣＤの構造例を示す概念図
【図２】本発明の実施の形態に係るＣＣＤイメージセンサの構造を示す概念図
【図３】本発明の他の実施の形態に係るＣＣＤイメージセンサの構造を示す概念図
【図４】図３に示したハニカム配列構造を有するＣＣＤイメージセンサの駆動方法を示す説明図
【図５】図３に示したＣＣＤイメージセンサをリニアイメージセンサとして使用する時の駆動方法を示すタイミングチャート
【図６】図３に示したＣＣＤイメージセンサをエリアイメージセンサとして使用する時の駆動方法を示すタイミングチャート
【図７】図３に示したＣＣＤイメージセンサのインターレース駆動方法を示すタイミングチャート
【図８】本発明の実施の形態に係るフイルムスキャナーを含むシステムの構成を示す説明図
【図９】図８に示したフイルムスキャナーに用いられるフイルムカートリッジの一例を示す斜視図
【図１０】図８に示したフイルムスキャナーの内部構造を示すブロック図
【図１１】本例のフイルムスキャナーの動作の流れを示すフローチャート
【符号の説明】
１０…ＣＣＤイメージセンサ
１２、３２…感光画素（光電変換素子）
１４…垂直転送ＣＣＤ（垂直転送路）
１６、３６…水平転送ＣＣＤ（水平転送路）
２０、３０…ＣＣＤイメージセンサ（ＣＣＤ撮像デバイス）
４０…フイルムスキャナー
４２…フイルムカートリッジ
６２…写真フイルム
７４…光源
７６…モータ制御部（フイルム搬送手段）
８６…制御部（ＣＣＤ駆動制御手段）
９２…ＣＣＤ駆動部（ＣＣＤ駆動制御手段）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a CCD image pickup device, a driving method thereof, and a film scanner, and in particular, image information recorded on a developed photographic film can be read by an image pickup device, converted into electronic image data, and recorded / reproduced. The present invention relates to a CCD imaging device suitable for a film scanner, a driving method thereof, and a film scanner.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an image recorded on a developed photographic film is read by a CCD line sensor (linear image sensor), and the image is converted into electronic image data and output to an image display device such as a television receiver, or a recording medium. For example, a film scanner that can be recorded as an image data file has been proposed (Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-147326). For example, in the case of a film compatible with the 24 mm new photographic system (APS), the photographic film is stored in a film cartridge having a light-shielding structure, and the film can be checked in order to check the image recorded on the developed photographic film. It is necessary to draw from. Such an APS-compatible film scanner includes a mechanism (film loading mechanism) for pulling out a film from a film cartridge, and adopts a method of reading an image with a CCD line sensor while transporting the film.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Normally, in this type of film scanner, all frame images are scanned at high speed during film loading to detect the reading conditions of each frame image, and then the imaging system is corrected again based on the reading conditions. A frame is scanned, a small-size image (thumbnail image) obtained by thinning out the number of pixels for each frame is acquired, and an index image formed by arranging these in a matrix is created.
[0004]
In the case of a conventional film scanner using a line sensor as described above, there is an advantage that an index image can be created at a high speed, but the reading of a single image for each frame (main imaging processing) does not scan the film. There is a drawback that the image cannot be confirmed. In addition, it is necessary to obtain image information in advance in order to determine the reading conditions, and it takes time to display a single frame image.
[0005]
The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a CCD imaging device and a driving method thereof capable of achieving high-speed imaging processing and easy creation of an index image, and applied such technology. An object is to provide a film scanner.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, the present invention provides a vertical transfer path in which a plurality of photoelectric conversion elements are two-dimensionally arranged and signal charges accumulated in the respective photoelectric conversion elements are transferred in a vertical direction along the column direction of the arrangement. And a horizontal transfer path for transferring the signal charge sent out from the vertical transfer path in a horizontal direction along the row direction of the array, the array of the plurality of photoelectric conversion elements is adjacent to each other In the rows of photoelectric conversion elements, the arrangement of the photoelectric conversion elements in one row is shifted relative to the arrangement of the photoelectric conversion elements in the other row by approximately ½ of the arrangement interval in the row direction. Each photoelectric conversion element is provided with only one vertical transfer path for one photoelectric conversion element, and signal charges accumulated in each photoelectric conversion element are read out to the vertical transfer path. Provided only one for the transfer gate has one photoelectric conversion element,Two-dimensionally arrangedPhotoelectric conversion elements for two adjacent rows along the horizontal direction among the plurality of photoelectric conversion elementsAnd two rows of photoelectric conversion elements closest to the horizontal transfer pathA transfer gate electrode for transferring the signal charge accumulated in the vertical transfer path to the vertical transfer path is separate from the transfer gate electrode for transferring the signal charge accumulated in photoelectric conversion elements other than the adjacent two rows to the vertical transfer path. Provided, and has a structure capable of independently controlling the application of a read pulse voltage to the transfer gate electrodes of the adjacent two rows of photoelectric conversion elements, and reads only the signals of the adjacent two rows of photoelectric conversion elements Thus, the output of one horizontal line signal can be obtained by combining these two rows.
[0008]
  In order to achieve the above object, according to another aspect of the present invention, a plurality of photoelectric conversion elements are two-dimensionally arranged, and signal charges accumulated in the photoelectric conversion elements are arranged in a vertical direction along the column direction of the arrangement. A vertical transfer path to be transferred to the vertical transfer path, a transfer gate electrode for controlling a transfer gate to transfer the signal charge accumulated in the photoelectric conversion element to the vertical transfer path, and a signal charge sent from the vertical transfer path to the array And a horizontal transfer path for transferring in the horizontal direction along the row direction of the CCD image pickup device, wherein the plurality of photoelectric conversion elements are arranged in one row of adjacent photoelectric conversion elements. The arrangement of the photoelectric conversion elements is shifted relative to the arrangement of the photoelectric conversion elements in the other row by about a half of the arrangement interval in the row direction. Is provided with only one vertical transfer path for one photoelectric conversion element, and only one transfer gate for one photoelectric conversion element for reading out signal charges accumulated in each photoelectric conversion element to the vertical transfer path. AndTwo-dimensionally arrangedPhotoelectric conversion elements for two adjacent rows along the horizontal direction among the plurality of photoelectric conversion elementsAnd two rows of photoelectric conversion elements closest to the horizontal transfer pathA signal pulse is read by applying a read pulse voltage to the transfer gate electrodes of the adjacent two rows without applying the read pulse voltage to the transfer gate electrodes of photoelectric conversion elements other than the two adjacent rows. A first drive control method for reading out only the signal of the photoelectric conversion element for one minute and obtaining the output of a signal of one horizontal line by combining these two rows, and causing the CCD imaging device to function as a linear image sensor; The signal charge is read from all the photoelectric conversion elements including the two rows of photoelectric conversion elements, and one CCD is switched by switching to the second drive control system that causes the CCD imaging device to function as an area image sensor. The imaging device is used as a linear image sensor or an area image sensor.
[0009]
  Also,BookThe film scanner according to the invention is an electronic image signal obtained by capturing a film transport means for transporting a developed photographic film, a light source for illuminating the photographic film, and an image recorded on the photographic film illuminated by the light source. A CCD image pickup device for converting into a plurality of photoelectric conversion elements, wherein a plurality of photoelectric conversion elements are two-dimensionally arranged, and a signal transfer accumulated in each photoelectric conversion element is transferred in a vertical direction along the column direction of the arrangement; A horizontal transfer path for transferring the signal charge sent out from the vertical transfer path in a horizontal direction along the row direction of the array, and one row along the horizontal direction or adjacent to the plurality of photoelectric conversion elements The transfer gate electrode for transferring the signal charges accumulated in the photoelectric conversion elements for two rows to the vertical transfer path is stored in the photoelectric conversion elements other than the one row or adjacent two rows. A read pulse voltage is applied independently to the transfer gate electrodes of the photoelectric conversion elements for one row or two adjacent rows, which are provided separately from the transfer gate electrodes for transferring the signal charges to the vertical transfer path. A CCD imaging device having a controllable structure, and a transfer gate electrode of photoelectric conversion elements for one row or two adjacent rows in the row direction of the array among the plurality of photoelectric conversion elements when creating an index image On the other hand, a signal pulse is read out by applying a readout pulse voltage, and the CCD imaging device is linearly applied without applying a readout pulse voltage to the transfer gate electrodes of photoelectric conversion elements other than the one row or two adjacent rows. While functioning as an image sensor, signal charge is read from all photoelectric conversion elements during single-frame image reproduction, and the CCD imaging device is area-imaged. It is characterized by comprising a CCD drive control means to function as a sensor.
[0010]
  According to the present invention, the read pulse voltage is applied to the transfer gate electrodes of the photoelectric conversion element lines for one row or two adjacent rows of the photoelectric conversion elements arranged in a plane, and the other photoelectric conversion elements By not applying the read pulse voltage to the transfer gate electrode, it is possible to read only the signal charges of the photoelectric conversion elements for one or two rows. On the other hand, without distinguishing the photoelectric conversion element lines for one row or two adjacent rows from other photoelectric conversion elements, the transfer gate electrodes of all the photoelectric conversion elements can be applied to the transfer gate electrodes of all the photoelectric conversion elements as in the conventional area image sensor. By applying a read pulse voltage, signal charges can be read from all the photoelectric conversion elements. As described above, since the transfer gate electrodes of the photoelectric conversion element lines for one row or two adjacent rows can be controlled independently of the other transfer gate electrodes, one CCD imaging device can be controlled by a linear image sensor. It can be used as an area image sensor.
  According to the film scanner of the present invention, an index image can be acquired at a high speed, and an image can be acquired without performing a scan like a line sensor at the time of main imaging for single-frame image reproduction. The acquisition of a normal single frame image can be accelerated.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of a CCD imaging device, a driving method thereof, and a film scanner according to the present invention will be described in detail according to the accompanying drawings.
First, the general structure of a CCD image sensor will be outlined. FIG. 1 is a conceptual diagram showing the structure of a conventional interline transfer CCD. In the figure, for convenience, the number of pixels is reduced and only one column is shown. However, an actual device has many similar configurations arranged vertically and horizontally.
[0012]
This CCD image sensor 10 includes an array of photosensitive pixels 12 composed of photodiodes, a vertical transfer CCD (vertical transfer path) 14 of four-phase drive (V1, V2, V3, V4), and a horizontal transfer CCD (horizontal transfer CCD) (horizontal). Transfer path) 16. A photosensitive pixel 12 is provided corresponding to the transfer electrodes of the first phase V1 and the third phase V3 of the vertical transfer CCD 14, and a control gate (transfer gate) for transferring the signal charge of the photosensitive pixel 12 to the vertical transfer CCD 14 between them. Function as.
[0013]
When a readout pulse is applied to the transfer electrodes V1 and V3 with the signal charge accumulated in the photosensitive pixel 12, the signal charge of each photosensitive pixel 12 is transferred to the vertical transfer CCD 14 in parallel. Next, by applying a clock pulse for one cycle to the vertical transfer CCD 14, signal charges for one row are transferred to the horizontal transfer CCD 16 (this operation is referred to as line shift). Next, by applying a two-phase clock pulse to the horizontal transfer CCD 16, the signal charge for one row is read and output from the output unit. Thereafter, all signal charges of the vertical transfer CCD 14 can be read by repeating the line shift and the horizontal transfer (horizontal reading) of the horizontal transfer CCD 16. Since the clock pulse is applied as a voltage having the opposite polarity to the readout pulse, the signal charge of the photosensitive pixel 12 does not flow into the vertical transfer CCD 14 during line shift and horizontal readout. Such signal charge reading is performed within one vertical drive period in accordance with the timing of the vertical drive signal (VD).
[0014]
In the case of interlaced readout, a readout pulse (field shift pulse) is applied to the transfer electrode V1 with the signal charges accumulated in the photosensitive pixels 12, and the signal charges of the odd-numbered photosensitive pixels 12 are vertically transferred in parallel. Transfer to CCD 14. Next, a clock pulse for one cycle is applied to the vertical transfer CCD 14, and signal charges for one row are transferred (line shift) to the horizontal transfer CCD 16. Next, a two-phase clock pulse is applied to the horizontal transfer CCD 16 to read out signal charges for one row from the output unit. Thereafter, all the signal charges of the vertical transfer CCD 14 are read by repeating the line shift and the horizontal reading.
[0015]
After the signal charges are read out from the odd-numbered photosensitive pixels 12, a field shift pulse is applied to the transfer electrode V3 to transfer the signal charges of the even-numbered photosensitive pixels 12 to the vertical transfer CCD 14 in parallel. The subsequent read operation is the same as in the case of odd rows.
Odd-line reading and even-numbered line reading are each performed in one field period. When the even-numbered line reading is completed, the operation returns to the odd-numbered line reading operation, and the same operation as the television scanning is performed by repeating the above-described operation. Interlaced scanning is read out.
[0016]
Although not shown, the CCD image sensor 10 is provided with a drain for discharging excess charges (unnecessary charges) generated in each photosensitive pixel 12. A typical example is a structure called a vertical overflow drain that discharges charges in the depth direction (substrate direction) of the CCD.
Next, the structure of the CCD image sensor according to the embodiment of the present invention will be described in comparison with the conventional CCD image sensor.
[0017]
FIG. 2 is a conceptual diagram showing the structure of the CCD image sensor according to the embodiment of the present invention. In the figure, the same reference numerals are given to the portions common to FIG. Although the number of pixels is reduced as in FIG. 1, an actual device has a large number of photosensitive pixels arranged two-dimensionally and has, for example, a number of pixels of 1280 × 1024.
The CCD image sensor 20 according to the embodiment of the present invention is provided independently so that the transfer electrodes V1A and V3A can be controlled separately from the other electrodes for the two photosensitive pixel lines closest to the horizontal transfer CCD16. This is different from the conventional CCD image sensor.
[0018]
When the photosensitive pixel array is a square array in the form of a matrix, two rows of photosensitive elements are obtained in order to obtain information on all colors of R, G, and B because of the relationship with the array pattern of the color filters arranged in front of the photosensitive pixels 12. Transfer electrodes V1A and V3A that can be controlled independently for the pixel lines are provided. However, in the case of black and white, it is sufficient to provide a transfer electrode V1A that can be independently controlled for the photosensitive pixel line of one row closest to the horizontal transfer CCD 16.
[0019]
With such a structure, the area image sensor is normally driven in the same manner as the conventional CCD image sensor 10, and the signal charge is only supplied from the photosensitive pixel lines of the two rows (one row in the case of monochrome) as necessary. Reading control is performed, and the CCD image sensor can be used as a linear image sensor.
FIG. 3 is a conceptual diagram showing the structure of a CCD image sensor according to another embodiment of the present invention. The CCD image sensor 30 has a honeycomb structure in which photosensitive pixels 32 are two-dimensionally arranged in a honeycomb shape, and a so-called “diagonal Bayer arrangement” is adopted as the color filter. Such a honeycomb arrangement structure (in the rows of adjacent photosensitive pixels 32, the arrangement of the photosensitive pixels 32 in one row is approximately 1/2 of the arrangement interval in the row direction with respect to the arrangement of the photosensitive pixels 32 in the other row. In the case of a structure shifted relatively, one point (1 from the signal charges of a total of three photosensitive pixels 32 of R and B adjacent in the horizontal direction and G located on the upper stage of these two photosensitive pixels 32. Color image data for (pixel) pixels is obtained.
[0020]
The CCD image sensor 30 is configured so that the transfer gates TG1A and TG3A for two rows on the horizontal transfer CCD 36 side can be controlled independently from the other transfer gates TG1 and TG3. The CCD image sensor 30 includes an RB row in which R and B are repeated in the horizontal direction, and a G row in which only G is continuous. The vertical transfer path for R and B and the vertical transfer path for G are provided. As shown in FIG. 4, as a dot sequential read signal output from the output unit 37 of the horizontal transfer CCD 36, a combination of these two rows (RB row and G row) is used for one horizontal line. A signal train is formed.
[0021]
That is, the bottom RB row (R₁₁, B₁₁, R₁₂, B₁₂...) and the G row (G₁₁, G₁₂, G₁₃...) signal sequence R of the first horizontal line₁₁G₁₁B₁₁G₁₂... B₁₅₁₂G₁₁₀₂₄And the next RB row (B_{twenty one}, R_{twenty one}, B_{twenty two}, R_{twenty two}...) and the G row (G_{twenty one}, G_{twenty two}, G_{twenty three}...) signal row B of the horizontal second line_{twenty one}G_{twenty one}R_{twenty one}B_{twenty two}... R₂₅₂₂G₂₁₀₂₄Is obtained.
[0022]
5 and 6 are timing charts showing a driving method of the CCD image sensor 30. FIG. 5 shows a driving method when the CCD image sensor 30 is used as a linear sensor (referred to as a linear driving method). FIG. 6 shows a driving method (referred to as area driving method) when the CCD image sensor 32 is used as an area sensor.
[0023]
As shown in FIG. 5, in synchronization with the vertical drive pulse (VD), among the transfer electrodes of the CCD image sensor 30, the independent electrodes V1 (TG1A) and V3 ( By applying the read pulse only to TG3A) and not applying the read pulse to the other electrodes, only the signals in the two rows are read out. On the other hand, as shown in FIG. 6, the signals of all the photosensitive pixels 32 can be read by applying a read pulse to all the transfer electrodes of the CCD image sensor 30 in synchronization with the vertical drive pulse (VD).
[0024]
In the case of interlaced CCD driving, as shown in FIG. 7, in synchronization with the vertical driving pulse (VD), a read pulse is applied to the transfer electrodes of the odd-numbered photosensitive pixels 32 and the odd-numbered rows are driven. The signal is read out, and the read pulse is applied to the transfer electrodes of the photosensitive pixels 32 in the even rows in synchronization with the next vertical drive pulse (VD) to read out the signals in the even rows. By alternately reading out the odd rows / even rows, it is possible to read out signals similar to television scanning.
[0025]
Next, an example in which the CCD image sensor according to the embodiment of the present invention described in FIG. 2 or FIG. 3 is applied to a film scanner will be described.
As shown in FIG. 8, the film scanner 40 has a substantially rectangular parallelepiped shape, and a tray 44 for inserting a film cartridge 42 and a power switch 45 are provided on the front surface thereof. The tray 44 has a structure that can be driven back and forth in the front-rear direction, whereby the film cartridge 42 is loaded and discharged.
[0026]
The film scanner 40 is connected to a keypad 46 corresponding to an input operation unit and a television receiver (monitor device) 48 for image display via cables 50 and 51, respectively. The keypad 46 has operation keys such as a selection key 53 for instructing each direction of up, down, left, and right, an up / down key 54, an execution key 55, and a cancel key 56. To the film scanner 40. Note that an input operation unit corresponding to the keypad 46 may be provided in the main body of the film scanner 40, or may be configured by a remote control device (not shown) using infrared rays or the like.
[0027]
FIG. 9 is a perspective view of the film cartridge 42. As shown in the drawing, the film cartridge 42 has a long cylindrical photographic film 62 wound around a single spool 60 housed in a substantially cylindrical cartridge shell 58 having a light shielding structure. A light shielding door 64 is provided at the drawer opening. A door driver (not shown) is inserted into the door opening / closing hole 66, and the light blocking door 64 is opened / closed by rotating the door driver. The photographic film 62 has a perforation 70 indicating the position of each frame 68 and a magnetic recording unit 72, and can record information such as shooting data and title for each frame as magnetic information. The developed photographic film 62 is stored in a state of being stored in the film cartridge 42. Specifically, this corresponds to a 24 mm new photo system compatible film cartridge.
[0028]
FIG. 10 is a block diagram showing the internal configuration of the film scanner. The film scanner 40 mainly includes a light source 74 for illumination, a motor control unit 76 for film conveyance, a lens 78, a CCD image sensor 30 (or 20), an analog signal processing unit 80, a digital signal processing unit 82, a recording unit 84, And a control unit 86 including a control CPU. The light source 74 illuminates the photographic film 62 through an infrared (IR) filter 88. The image light that has passed through the film is focused on the light receiving surface of the CCD image sensor 30 through the diaphragm 90 and the lens 78.
[0029]
The optical image formed on the light receiving surface of the CCD image sensor 30 is accumulated for a predetermined time in each photosensitive pixel 32 having any of R, G, and B filters, and an amount of R, R corresponding to the intensity of light. It is converted into G and B signal charges. The signal charges accumulated in this way are read out to the vertical transfer CCD by a read pulse of a predetermined period applied from the CCD driving unit 92, and then sequentially read out by applying a vertical transfer pulse and a horizontal transfer pulse.
[0030]
The signal output from the CCD image sensor 30 is added to the analog signal processing unit 80, where processing such as color separation, gain adjustment, and offset adjustment is performed. Specifically, gain is applied to the color signal so that the white balance is matched on the base of the film negative (gain adjustment), and input range adjustment (offset adjustment) of the A / D converter 94 is performed.
[0031]
The signal output from the analog signal processing unit 80 is converted into a digital signal by the A / D converter 94 and then added to the digital signal processing unit 82 in the next stage. The CCD image sensor 30, the analog signal processing unit 80, and the A / D converter 94 are supplied with a synchronization signal from a CCD driving unit 92, and will be described in detail later by the CCD driving unit 92 according to the control of the control unit 86. Line drive control and area drive control of the CCD image sensor 30 are performed.
[0032]
The digital signal processing unit 82 includes a negative / positive inversion circuit, a white balance adjustment circuit, a gamma correction circuit, a luminance / color difference signal generation circuit, and the like, and is based on the control of the control unit 86 for a signal received from the A / D converter 94. Predetermined processing. That is, the signal received from the A / D converter 94 is white-balanced at the same time as the negative / positive inversion process, further gamma-processed, and then sent to the recording unit 84 for recording.
[0033]
The image data written in the recording unit 84 is supplied to the television signal processing unit 96, where it is converted into a predetermined video signal of the NTSC system or the like, and the television receiver 48 and other display units (hereinafter referred to as the display unit 48). )). In this way, the image recorded on the photographic film 62 is displayed on the display unit 48. The image data written in the recording unit 84 can be output to an external device such as a personal computer (personal computer) (not shown) via the external output interface 98. For example, by connecting a personal computer to the external output interface 98, film image data read by the film scanner 40 can be taken up by the personal computer.
[0034]
Although a specific structure of the means for conveying the photographic film 62 is not shown, the film driving means includes a spool drive shaft that engages with the spool 60 of the film cartridge 42 described in FIG. 9 and a photographic film 62 fed from the film cartridge 42. A take-up spool, a motor for applying a rotational driving force to the spool drive shaft and the take-up spool, a capster roller and a pinch roller disposed in the film transport path.
[0035]
The film transport path is provided with an optical sensor and a magnetic sensor denoted by reference numeral 100 in FIG. The optical sensor includes a sensor for detecting the perforation 70 of the photographic film 62 and a sensor for detecting optical data such as a barcode written on the edge of the film. Information detected by these sensors is sent to the CPU of the control unit 86. Be notified.
[0036]
The magnetic sensor is a sensor (magnetic reproducing head) that reads magnetic information recorded in the magnetic recording unit 72 of the photographic film 62, and information detected by the magnetic sensor is notified to the CPU of the control unit 86. Stored in the internal RAM. The data recorded in the RAM can be rewritten. The data in the RAM is converted into a magnetic recording signal and then output to a magnetic recording head (not shown), whereby the magnetic recording unit 72 of the photographic film 62 is recorded. It is also possible to write information in
[0037]
The control unit 86 controls and controls each circuit of the apparatus, and includes a ROM that stores a control program and various data. The control unit 86 calculates an exposure value based on the video signal received from the digital signal processing unit 82, and based on the input signal from the user interface 102, the CCD driving unit 92, the aperture control unit 104, and the motor control unit. In addition to controlling the imaging system such as 76, the recording unit 84 controls writing / reading processing. The user interface 102 is used for instructing / inputting a mode and selection of each processing item.
[0038]
Next, the operation of the film scanner having the above configuration will be described with reference to the flowchart of FIG.
When the film cartridge 42 is loaded into the film scanner 40, the light shielding door 64 of the cartridge is opened, and the film is loaded. Then, preprocessing including initial setting is executed using the base area of the leader portion of the film, and the photographic film 62 can be scanned. In the flowchart of FIG. 11, this state is described as an “initial state” (step S110).
[0039]
Here, it is determined whether or not to create an index image (step S112), and the process branches depending on whether or not an index image is created. Whether or not to create an index image is left to the user's selection, and the user can arbitrarily set whether or not to display the index image by operating the keypad 46 or the like.
[0040]
If the setting for creating an index has been made, pre-scanning is executed to perform index creation processing (step S114). During the pre-scan operation, the CCD image sensor 30 is driven and controlled by the linear driving method described with reference to FIG. In the CCD image sensor 30, the horizontal transfer CCD 36 is arranged in a direction orthogonal to the film feeding direction, and the photosensitive pixels 32 for two lines closest to the horizontal transfer CCD 36 function as a linear image sensor. Charges (unnecessary charges) accumulated in other photosensitive pixels 32 are discarded by an overflow drain or an electronic shutter function.
[0041]
The pre-scan operation consists of two steps: a first scan that is performed while the photographic film 62 is transported in the direction of drawing out from the cartridge, and a second scan that is performed while the photographic film 62 is rewound into the cartridge. During the first scan, the photographic film 62 is fed in the forward direction at a high speed (for example, 148.0 mm / sec), and image data is captured through two lines related to independent control of the CCD image sensor 30, and optical and magnetic Frame detection, reading of magnetic information, and the like are performed via the sensor 100. At this time, the control unit 86 takes in RGB signals of all frames from the A / D converter 94 for each color, calculates an offset amount for each color signal, and a gain adjustment amount for white balance adjustment, and the offset data and gain AWB (auto white balance) data indicating the adjustment amount is stored in the RAM of the CPU for each frame, and AE (automatic exposure control) data indicating the brightness of each frame is stored in the RAM from the RGB signal of each frame. .
[0042]
At the time of the second scan, the photographic film 62 is conveyed (rewinded) in the reverse direction at a high speed (for example, 74.0 mm / sec), and image data is captured again via the two lines related to the independent control of the CCD image sensor 30. . At this time, the control unit 86 controls the aperture control unit 104 based on the AE data acquired in the first scan, and also controls the CCD drive unit 92 to control the charge accumulation time of the CCD image sensor 30, Adjust the exposure amount for each. Further, the control unit 86 controls the CCD driving unit 92 based on the AWB data acquired in the first scan to adjust the offset amount and gain in the analog signal processing unit 80.
[0043]
In the longitudinal direction of the photographic film 62, the image information is thinned out by the film transport speed. The data is added on the CCD image sensor 30, and the short side direction of the film is thinned after image data is captured or is captured, and is displayed as square pixels (thumbnail image data). Is acquired. In this way, the acquired image data for all frames are arranged in a matrix for each of a plurality of frames, and an index image is formed. For example, 4 × 5 images for 20 frames are displayed as a list on the screen of the display unit 48, and when there are 21 or more images, they are displayed on the next screen or the subsequent images are displayed by scrolling. . As described above, during pre-scanning, information necessary for creating each image can be obtained, and an index image can be generated.
[0044]
After the index image is displayed, it is subsequently determined whether or not the automatic reproduction mode is set (step S116). When the user selects the automatic playback mode by a key operation or the like, the images of each frame are automatically played back sequentially based on the information and magnetic information of each image obtained by the prescan (step S118). At this time, the CCD image sensor 30 is driven by the area driving method described with reference to FIG. 6 and functions as an area image sensor. The film is conveyed frame by frame and stopped at a predetermined position, and image information of the entire frame is output from the CCD image sensor 30. An image related to this one-frame imaging (main imaging) is displayed on the screen on the display unit 48. Note that the AE / AWB data acquired in the previous pre-scan may be changed according to the image data obtained by this area drive control.
[0045]
When an image is displayed for a certain period of time, the process proceeds to the next frame reproduction process, and thereafter, the images of a plurality of frames recorded in the photographic film 62 are sequentially reproduced. When the automatic reproduction program (slide show) is completed, the photographic film 62 is rewound (step S120). At the time of film rewinding, magnetic information writing (rewriting) processing is also performed according to the user's selection, and the film cartridge 42 is ejected after rewinding (step S122).
[0046]
If it is set in step S112 not to create an index image, it is then determined whether or not the manual reproduction mode is set (step S124). Manual playback is a playback method in which the user sequentially selects images and displays the selected images one frame at a time. The user can arbitrarily select either the automatic playback mode or the manual playback mode described above. ing.
[0047]
When the user selects the automatic reproduction mode, the process proceeds to step S118 described above, and automatic reproduction processing is sequentially performed from the first frame of the roll film according to a predetermined program (steps S118 to S120).
On the other hand, if the user selects the manual playback mode in step S124, the process then proceeds to a process for performing various settings necessary for displaying an image on the display unit 48 such as a television receiver or specifying image processing information (step S124). Step S126). At this time, menus and selection items of various setting items are displayed on the display unit 48, and the user performs desired setting / selection, parameter input, and the like while operating the keypad 46 and the like. If the automatic reproduction is not selected in step S116 described above, the process proceeds to step S126. However, when the process arrives at the step (step S126) after the index image is created, various inputs are made with reference to the index image. It can be carried out.
[0048]
Settings input items include, for example, image vertical / horizontal setting (upward direction specification), non-display frame specification during playback (skip frame specification), continuous playback interval time setting, screen switching method setting (fade in)・ Specify fade-out etc.), environment settings such as background color during playback. Among these input items, predetermined items are recorded as magnetic information when the film is rewound (step S120).
[0049]
When the user moves the pointer (cursor) to “END” in the operation box on the screen and presses the execution key 55 after performing operations such as information input, correction, and editing, the processing of the relevant step (step S126) is performed. It is determined whether or not display for each frame is to be executed (step S128).
When the user selects execution of each frame display, the user is requested to input the number of the frame to be displayed next (step S130). When the user designates a frame number, the photographic film 62 is conveyed to the position of the designated frame number, and film image capture (main image capture) relating to the designated frame number is executed (step S132). Also in this actual imaging, the CCD image sensor 30 is controlled by the area driving method described with reference to FIG. In such area driving, the image data for one frame can be acquired at a time and the image data can be continuously acquired. Therefore, the image information for image generation is optimized based on the obtained image data. It is also possible to correct or change to a different value. This makes it possible to check the image almost in real time, unlike when the image output cannot be obtained unless the film such as the linear image sensor is scanned once. Further, high-quality image data can be acquired by using feedback control.
[0050]
In particular, if the imaging surface size of the CCD image sensor 30 is about 24 mm and an exposure area size (13.5 mm × 24 mm) compatible with the new photographic system, a sufficient number of pixels can be realized and a sufficient resolution can be secured. Further, as described with reference to FIG. 3, when the pixel arrangement has a honeycomb structure, there is an advantage that an image can be easily created because there is little spatial difference between the G and RB lines.
[0051]
Also during such a single frame display, various information can be input, modified, and edited (step S134). For example, it is possible to instruct pan (horizontal movement) / tilt (vertical movement) of an image, rotate an image, zoom up / down with an electronic zoom function, and specify the number of prints. The user operates the keypad 46 and the like to select a processing item (step S134), and a predetermined process is executed according to the selection (step S136).
[0052]
Next, it is determined whether or not the operation by the user is finished (step S138). When the user continues the operation, the process returns to step S130. When the user inputs a destination frame number, the photographic film 62 is conveyed to the position of the frame number according to the designation, moves to the designated frame number, and the same processing (steps S132 to 138) is performed. After the operation by the user is completed, the photographic film 62 is rewound (step S120), and the film cartridge 42 is discharged (step S122).
[0053]
In the case of the film scanner 40, the illumination light source 47 is fixed, and the photographic film 62 is also arranged at a predetermined position, so that the imaging object can be handled as a stationary object. Therefore, the interlace drive described with reference to FIG. 7 can be employed for driving the CCD image sensor 30. Such interlaced driving has the advantage that the amount of charge handled can be increased. In this regard, in a conventional film scanner using a linear image sensor, it is necessary to change the film transport speed in order to increase the charge accumulation time, and the control system becomes complicated.
[0054]
According to the film scanner according to the embodiment of the present invention, film conveyance control is facilitated, and there is an advantage that an index image and a main image can be easily and quickly created.
[0055]
【The invention's effect】
As described above, according to the CCD imaging device of the present invention, transfer gate electrodes of photoelectric conversion element lines for one row or two adjacent rows among a plurality of photoelectric conversion elements arranged two-dimensionally are provided. Since it has a structure that can be controlled independently from other photoelectric conversion elements, one CCD imaging device can be used as a linear image sensor or an area image sensor.
[0056]
In addition, when such a CCD imaging device is applied to a film scanner and an index image is acquired (at the time of index scanning), the CCD imaging device is used as a linear image sensor to acquire a high-quality image for each frame. In this case, since the CCD imaging device is used as an area image sensor, an index image can be acquired at high speed, and an image of the actual imaging can be acquired easily and quickly.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual diagram showing an example of the structure of an interline transfer CCD.
FIG. 2 is a conceptual diagram showing the structure of a CCD image sensor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a conceptual diagram showing the structure of a CCD image sensor according to another embodiment of the present invention.
4 is an explanatory view showing a driving method of the CCD image sensor having the honeycomb arrangement structure shown in FIG. 3;
FIG. 5 is a timing chart showing a driving method when the CCD image sensor shown in FIG. 3 is used as a linear image sensor.
6 is a timing chart showing a driving method when the CCD image sensor shown in FIG. 3 is used as an area image sensor.
7 is a timing chart showing an interlace driving method for the CCD image sensor shown in FIG. 3;
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a configuration of a system including a film scanner according to an embodiment of the present invention.
9 is a perspective view showing an example of a film cartridge used in the film scanner shown in FIG.
10 is a block diagram showing the internal structure of the film scanner shown in FIG.
FIG. 11 is a flowchart showing an operation flow of the film scanner of the present example.
[Explanation of symbols]
10 ... CCD image sensor
12, 32 ... Photosensitive pixels (photoelectric conversion elements)
14 ... Vertical transfer CCD (vertical transfer path)
16, 36 ... Horizontal transfer CCD (horizontal transfer path)
20, 30 ... CCD image sensor (CCD imaging device)
40 ... Film scanner
42 ... Film cartridge
62 ... Photo film
74: Light source
76 ... Motor control unit (film transport means)
86 ... Control unit (CCD drive control means)
92 ... CCD drive unit (CCD drive control means)

Claims

複数の光電変換素子が二次元的に配列され、各光電変換素子に蓄積された信号電荷を前記配列の列方向に沿う垂直方向に転送させる垂直転送路と、前記垂直転送路から送り出される信号電荷を前記配列の行方向に沿う水平方向に転送させる水平転送路と、を備えたＣＣＤ撮像デバイスにおいて、
前記複数の光電変換素子の配列が、互いに隣接する光電変換素子の行同士において、一方の行の前記光電変換素子の配列が、他方の行の前記光電変換素子の配列に対して行方向の配列間隔の略１／２だけ相対的にずれて配置された構造であり、
前記各光電変換素子は１つの光電変換素子について１つの垂直転送路のみが設けられるとともに、各光電変換素子に蓄積された信号電荷を前記垂直転送路に読み出すための転送ゲートが１つの光電変換素子について１つのみ設けられており、
前記二次元的に配列された前記複数の光電変換素子のうち前記水平方向に沿う隣接する２行分の光電変換素子であって、前記水平転送路に最も近い２行分の光電変換素子に蓄積された信号電荷を前記垂直転送路に転送させる転送ゲート電極が、当該隣接する２行分以外の光電変換素子に蓄積された信号電荷を前記垂直転送路に転送させる転送ゲート電極とは別に設けられ、前記隣接する２行分の光電変換素子の転送ゲート電極に対して独立に読出パルス電圧の印加を制御できる構造を有し、
前記隣接する２行分の光電変換素子の信号のみを読み出して、これら２行の組み合わせで一水平ラインの信号の出力が得られることを特徴とするＣＣＤ撮像デバイス。A plurality of photoelectric conversion elements are two-dimensionally arranged, a signal transfer accumulated in each photoelectric conversion element is transferred in a vertical direction along the column direction of the array, and a signal charge sent from the vertical transfer path In a CCD imaging device comprising: a horizontal transfer path that transfers in the horizontal direction along the row direction of the array,
The array of the plurality of photoelectric conversion elements is arranged in the row direction between the rows of the photoelectric conversion elements adjacent to each other, the array of the photoelectric conversion elements in one row with respect to the array of the photoelectric conversion elements in the other row It is a structure that is relatively shifted by approximately 1/2 of the interval,
Each photoelectric conversion element is provided with only one vertical transfer path for one photoelectric conversion element, and one transfer gate for reading the signal charge accumulated in each photoelectric conversion element to the vertical transfer path is one photoelectric conversion element. There is only one for
Among the plurality of photoelectric conversion elements arranged two-dimensionally, the photoelectric conversion elements for two adjacent rows along the horizontal direction, and stored in the photoelectric conversion elements for two rows closest to the horizontal transfer path The transfer gate electrode for transferring the signal charge to the vertical transfer path is provided separately from the transfer gate electrode for transferring the signal charge accumulated in the photoelectric conversion elements other than the adjacent two rows to the vertical transfer path. , Having a structure capable of independently controlling the application of the read pulse voltage to the transfer gate electrodes of the photoelectric conversion elements for two adjacent rows,
A CCD image pickup device, wherein only the signals of the photoelectric conversion elements for two adjacent rows are read out, and a signal of one horizontal line can be obtained by combining these two rows.

前記複数の光電変換素子に対応して複数のカラーフィルタが配置されていることを特徴とする請求項１記載のＣＣＤ撮像デバイス。Wherein the plurality of claim 1 Symbol placement of the CCD image pickup device, characterized in that in correspondence with the photoelectric conversion element is a plurality of color filters are arranged.

前記水平方向に並ぶ一行分の前記光電変換素子に対応して赤（Ｒ）と青（Ｂ）のカラーフィルタが交互に配置されてなるＲＢ行と、
前記水平方向に並ぶ他の一行分の前記光電変換素子に対応して緑（Ｇ）のカラーフィルタが連続して配置されてなるＧ行と、を有し、
前記ＲＢ行と前記Ｇ行とが交互に配列されていることを特徴とする請求項２記載のＣＣＤ撮像デバイス。RB rows in which red (R) and blue (B) color filters are alternately arranged corresponding to the photoelectric conversion elements for one row arranged in the horizontal direction;
G rows in which green (G) color filters are continuously arranged corresponding to the photoelectric conversion elements of the other row arranged in the horizontal direction,
3. The CCD image pickup device according to claim 2, wherein the RB rows and the G rows are alternately arranged.

複数の光電変換素子が二次元的に配列され、各光電変換素子に蓄積された信号電荷を前記配列の列方向に沿う垂直方向に転送させる垂直転送路と、前記光電変換素子に蓄積された信号電荷を前記垂直転送路に転送させる転送ゲートを制御するための転送ゲート電極と、前記垂直転送路から送り出される信号電荷を前記配列の行方向に沿う水平方向に転送させる水平転送路と、を備えたＣＣＤ撮像デバイスの駆動方法において、
前記複数の光電変換素子の配列が、互いに隣接する光電変換素子の行同士において、一方の行の前記光電変換素子の配列が、他方の行の前記光電変換素子の配列に対して行方向の配列間隔の略１／２だけ相対的にずれて配置された構造であり、
前記各光電変換素子は１つの光電変換素子について１つの垂直転送路のみが設けられるとともに、各光電変換素子に蓄積された信号電荷を前記垂直転送路に読み出すための転送ゲートが１つの光電変換素子について１つのみ設けられており、
前記二次元的に配列された前記複数の光電変換素子のうち前記水平方向に沿う隣接する２行分の光電変換素子であって、前記水平転送路に最も近い２行分の光電変換素子の転送ゲート電極に対して読出パルス電圧を印加して信号電荷を読み出し、当該隣接する２行分以外の光電変換素子の転送ゲート電極に対しては読出パルス電圧を与えずに前記隣接する２行分の光電変換素子の信号のみを読み出して、これら２行の組み合わせで一水平ラインの信号の出力を得ることにより当該ＣＣＤ撮像デバイスをリニアイメージセンサとして機能させる第１の駆動制御方式と、
前記隣接する２行分の光電変換素子も含めて全ての光電変換素子から信号電荷の読み出しを行い、当該ＣＣＤ撮像デバイスをエリアイメージセンサとして機能させる第２の駆動制御方式と、を切り換えることにより一つのＣＣＤ撮像デバイスをリニアイメージセンサとして使用し、又はエリアイメージセンサとして使用することを特徴とするＣＣＤ撮像デバイスの駆動方法。A plurality of photoelectric conversion elements are arranged two-dimensionally, and a vertical transfer path for transferring signal charges accumulated in each photoelectric conversion element in a vertical direction along the column direction of the arrangement, and a signal accumulated in the photoelectric conversion element A transfer gate electrode for controlling a transfer gate for transferring charges to the vertical transfer path, and a horizontal transfer path for transferring signal charges sent from the vertical transfer path in a horizontal direction along the row direction of the array. In the driving method of the CCD imaging device,
The array of the plurality of photoelectric conversion elements is arranged in the row direction between the rows of the photoelectric conversion elements adjacent to each other, the array of the photoelectric conversion elements in one row with respect to the array of the photoelectric conversion elements in the other row It is a structure that is relatively shifted by approximately 1/2 of the interval,
Each photoelectric conversion element is provided with only one vertical transfer path for one photoelectric conversion element, and one transfer gate for reading the signal charge accumulated in each photoelectric conversion element to the vertical transfer path is one photoelectric conversion element. There is only one for
Transfer of two rows of photoelectric conversion elements adjacent to the horizontal direction among the plurality of photoelectric conversion elements arranged in a two-dimensional manner and closest to the horizontal transfer path A signal pulse is read by applying a read pulse voltage to the gate electrode, and the read pulse voltage is not applied to the transfer gate electrodes of the photoelectric conversion elements other than the adjacent two rows, and the adjacent two rows are applied. A first drive control method for reading out only the signal of the photoelectric conversion element and obtaining the output of the signal of one horizontal line by combining these two rows, thereby causing the CCD imaging device to function as a linear image sensor;
The signal charge is read from all the photoelectric conversion elements including the photoelectric conversion elements for the two adjacent rows, and the second drive control method for causing the CCD imaging device to function as an area image sensor is switched. A method of driving a CCD imaging device, wherein two CCD imaging devices are used as a linear image sensor or an area image sensor.

現像済みの写真フイルムを搬送するフイルム搬送手段と、前記写真フイルムを照明する光源と、前記光源で照明される写真フイルムに記録されている画像を撮像して電子画像信号に変換するＣＣＤ撮像デバイスであって、複数の光電変換素子が二次元的に配列され、各光電変換素子に蓄積された信号電荷を前記配列の列方向に沿う垂直方向に転送させる垂直転送路と、前記垂直転送路から送り出される信号電荷を前記配列の行方向に沿う水平方向に転送させる水平転送路と、を有し、前記複数の光電変換素子のうち前記水平方向に沿う１行分又は隣接する２行分の光電変換素子に蓄積された信号電荷を前記垂直転送路に転送させる転送ゲート電極が、当該１行分又は隣接する２行分以外の光電変換素子に蓄積された信号電荷を前記垂直転送路に転送させる転送ゲート電極とは別に設けられ、前記１行分又は隣接する２行分の光電変換素子の転送ゲート電極に対して独立に読出パルス電圧の印加を制御できる構造を有しているＣＣＤ撮像デバイスと、
インデックス画像作成時には前記複数の光電変換素子のうち前記配列の行方向に沿う１行分又は隣接する２行分の光電変換素子の転送ゲート電極に対して読出パルス電圧を印加して信号電荷を読み出し、当該１行分又は隣接する２行分以外の光電変換素子の転送ゲート電極に対しては読出パルス電圧を与えずに前記ＣＣＤ撮像デバイスをリニアイメージセンサとして機能させる一方、一コマ画像再生時には全ての光電変換素子から信号電荷の読み出しを行い、当該ＣＣＤ撮像デバイスをエリアイメージセンサとして機能させるＣＣＤ駆動制御手段と、を備えたことを特徴とするフイルムスキャナー。A film transporting means for transporting a developed photographic film; a light source for illuminating the photographic film; and a CCD imaging device for capturing an image recorded on the photographic film illuminated by the light source and converting the image into an electronic image signal A plurality of photoelectric conversion elements are two-dimensionally arranged, and a signal transfer accumulated in each photoelectric conversion element is transferred in a vertical direction along the column direction of the array, and sent out from the vertical transfer path. A horizontal transfer path for transferring the signal charges to be transferred in the horizontal direction along the row direction of the array, and photoelectric conversion of one row or two adjacent rows of the plurality of photoelectric conversion elements along the horizontal direction The transfer gate electrode for transferring the signal charge accumulated in the element to the vertical transfer path is configured to transfer the signal charge accumulated in the photoelectric conversion elements other than the one row or adjacent two rows to the vertical transfer path. CCD imaging provided separately from the transfer gate electrode to be transferred and having a structure capable of independently controlling the application of the read pulse voltage to the transfer gate electrodes of the photoelectric conversion elements for one row or two adjacent rows The device,
At the time of creating an index image, a signal pulse is read by applying a read pulse voltage to the transfer gate electrodes of one row or two adjacent rows in the array of the plurality of photoelectric conversion elements. The CCD image pickup device functions as a linear image sensor without applying a read pulse voltage to the transfer gate electrodes of the photoelectric conversion elements other than the one row or the adjacent two rows. And a CCD drive control means for reading out signal charges from the photoelectric conversion element and causing the CCD imaging device to function as an area image sensor.