JP4110236B2 - 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 - Google Patents
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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）
【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）
Claims (5)
- 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。 - 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。
- 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。 - 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。 - 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。
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