(57)【要約】【課題】画素ごとに光電変換部の数が異なる場合にも、受光出力を精度よく読み出すことが可能な固体撮像素子および撮像装置を提供する。【解決手段】第１および第２光電変換部を有する第１画素と、第３光電変換部を有する第２画素と、第４および第５光電変換部を有する第３画素と、第６光電変換部を有する第４画素と、が一列に配列された固体撮像素子であって、前記第１光電変換部により生成された信号電荷と、前記第４光電変換部により生成された信号電荷と、前記第６光電変換部により生成された信号電荷と、が択一的に蓄積される第１電荷蓄積部と、前記第２光電変換部により生成された信号電荷と、前記第３光電変換部により生成された信号電荷と、前記第５光電変換部により生成された信号電荷と、が択一的に蓄積され、前記第１電荷蓄積部と略同一の電気容量を有する第２電荷蓄積部と、を備える固体撮像素子。【選択図】図３
2014086781.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１および第２光電変換部を有する第１画素と、第３光電変換部を有する第２画素と、第４および第５光電変換部を有する第３画素と、第６光電変換部を有する第４画素と、が一列に配列された画素部と、
前記第１光電変換部により生成された信号電荷と、前記第４光電変換部により生成された信号電荷と、前記第６光電変換部により生成された信号電荷と、が択一的に蓄積される第１電荷蓄積部と、
前記第２光電変換部により生成された信号電荷と、前記第３光電変換部により生成された信号電荷と、前記第５光電変換部により生成された信号電荷と、が択一的に蓄積され、前記第１電荷蓄積部と略同一の電気容量を有する第２電荷蓄積部と、
を備えることを特徴とする固体撮像素子。
【請求項２】
請求項１に記載の固体撮像素子において、
前記第１乃至第６光電変換部の各々に対応して設けられた第１乃至第６フローティングディフュージョン領域と、
前記第１乃至第６光電変換部から前記第１乃至第６フローティングディフュージョン領域にそれぞれ信号電荷を転送する第１乃至第６転送トランジスタと、
前記第１、第４、および第６フローティングディフュージョン領域を互いに接続する第１配線と、
前記第２、第３、および第５フローティングディフュージョン領域を互いに接続する第２配線と、を備え、
前記第１電荷蓄積部は、前記第１、第４、および第６フローティングディフュージョン領域と、前記第１配線とを含み、
前記第２電荷蓄積部は、前記第２、第３、および第５フローティングディフュージョン領域と、前記第２配線とを含むことを特徴とする固体撮像素子。
【請求項３】
請求項２に記載の固体撮像素子において、
前記第１配線は、前記第２配線と略同一の配線長を有することを特徴とする固体撮像素子。
【請求項４】
請求項２に記載の固体撮像素子において、
前記第１配線により前記第１、第４、および第６フローティングディフュージョン領域と互いに接続される第７フローティングディフュージョン領域と、
前記第２配線により前記第２、第３、および第５フローティングディフュージョン領域と互いに接続される第８フローティングディフュージョン領域とを備え、
前記第１電荷蓄積部は、前記第７フローティングディフュージョン領域を含み、
前記第２電荷蓄積部は、前記第８フローティングディフュージョン領域を含むことを特徴とする固体撮像素子。
【請求項５】
請求項４に記載の固体撮像素子において、
前記第３光電変換部と前記第７フローティングディフュージョン領域とを接続する第７転送トランジスタと、
前記第６光電変換部と前記第８フローティングディフュージョン領域とを接続する第８転送トランジスタとを備えることを特徴とする固体撮像素子。
【請求項６】
請求項５に記載の固体撮像素子において、
前記第７転送トランジスタは、前記第３光電変換部から前記第７フローティングディフュージョン領域に信号電荷を転送せず、
前記第８転送トランジスタは、前記第６光電変換部から前記第８フローティングディフュージョン領域に信号電荷を転送しないことを特徴とする固体撮像素子。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の固体撮像素子において、
第１電荷蓄積部と第２電荷蓄積部とを選択的に接続するスイッチング手段を備えることを特徴とする固体撮像素子。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の固体撮像素子を有することを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像素子および撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、撮影光学系の異なる瞳からの光束をそれぞれ受光する複数の受光素子を１つの画素内に設けた固体撮像素子が知られている。例えば特許文献１には、一対の光電変換部を備えた焦点検出画素の受光出力に対して相関演算処理を行い、デフォーカス量を算出するデジタルカメラが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２３４０２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
画素ごとに光電変換部の数が異なる場合、受光出力を精度よく読み出すためには、従来とは異なる回路構成および読み出し方法が要求されるが、特許文献１にはそれらの点について記載がない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の固体撮像素子は、第１および第２光電変換部を有する第１画素と、第３光電変換部を有する第２画素と、第４および第５光電変換部を有する第３画素と、第６光電変換部を有する第４画素と、が一列に配列された固体撮像素子であって、前記第１光電変換部により生成された信号電荷と、前記第４光電変換部により生成された信号電荷と、前記第６光電変換部により生成された信号電荷と、が択一的に蓄積される第１電荷蓄積部と、前記第２光電変換部により生成された信号電荷と、前記第３光電変換部により生成された信号電荷と、前記第５光電変換部により生成された信号電荷と、が択一的に蓄積され、前記第１電荷蓄積部と略同一の電気容量を有する第２電荷蓄積部と、を備えることを特徴とする。
請求項８に記載の撮像装置は、請求項１〜７のいずれか一項に記載の固体撮像素子を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、画素ごとに光電変換部の数が異なる場合にも、受光出力を精度よく読み出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明を適用した撮像装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図２】第１の実施の形態に係る撮像素子１５の撮像面の拡大図である。
【図３】第１の実施の形態に係る撮像素子１５の構成を示す回路図である。
【図４】第１の実施の形態に係る撮像素子１５の構成を示す上面図である。
【図５】第２の実施の形態に係る撮像素子の構成を示す回路図である。
【図６】第２の実施の形態に係る撮像素子の構成を示す上面図である。
【図７】第２の実施の形態に係る撮像素子の断面図である。
【図８】撮像素子の構成を示す回路図である。
【図９】撮像素子の構成を示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明を適用した撮像装置の構成を模式的に示す断面図である。撮像装置１は、複数のレンズ１１、１２、１３から成る撮影光学系と、撮影光学系により結像された被写体像を撮像する撮像素子１５とを有する。制御装置１９は、撮像素子１５から出力された撮像信号（受光信号）に基づいて撮影光学系の焦点調節状態を検出したり、撮影画像データを作成して液晶ディスプレイ１８や電子ビューファインダー１６に表示したりする。
【０００９】
次に、第１の実施の形態に係る撮像装置１が備える撮像素子１５の詳細について説明する。撮像素子１５はＣＭＯＳイメージセンサとして構成され、撮像面（撮影光学系を透過した被写体光が入射する面）には複数の画素が二次元状に配列されている。
【００１０】
図２は、撮像素子１５の撮像面の拡大図である。撮像素子が有する各々の画素は、マイクロレンズとその後側に配置されマイクロレンズを透過した被写体光を受光するフォトダイオードとを備える。
【００１１】
マイクロレンズとフォトダイオードとの間には、画素ごとに赤、青、緑のカラーフィルタが設置されている。以下、赤のカラーフィルタを有する画素をＲ画素と、青のカラーフィルタを有する画素をＢ画素と、緑のカラーフィルタを有する画素をＧ画素と、それぞれ称する。Ｒ画素２１ｒ、Ｇ画素２１ｇ、Ｂ画素２１ｂの配列パターンは、周知のベイヤー配列である。
【００１２】
本実施形態では、緑のカラーフィルタを備えるＧ画素２１ｇは、Ｒ画素２１ｒやＢ画素２１ｂが備えるフォトダイオードを左右に２分割した形状の、一対のフォトダイオードを有している。一対のフォトダイオードは、撮影光学系の異なる瞳から出射した一対の光束をそれぞれ受光する。制御装置１９は、この一対の光束による受光出力を用いて、周知の位相差検出演算を行うことにより、撮影光学系の焦点調節状態を検出する。また、制御装置１９は、画像データを作成する際、一対のフォトダイオードの各々における受光出力を合算することにより、Ｇ画素２１ｇから、１つのフォトダイオードのみを有する他の画素（Ｒ画素２１ｒやＢ画素２１ｂ）と同様の受光出力を得る。
【００１３】
図３は撮像素子１５の構成を示す回路図であり、図４は撮像素子１５の構成を示す上面図である。なお図３および図４では、図２に示した複数の画素のうち、垂直方向に並んだ４つの画素２２およびその周辺回路のみを示している。
【００１４】
撮像素子１５は、垂直方向に並んだ画素の列ごとに一対の読み出し信号線Ｏ１、Ｏ２を備える。また、水平方向に並んだ４つの画素の行ごとに、リセット信号線ＲＳＴ、行選択信号線ＳＥＬを備える。撮像素子１５は更に、水平方向に並んだ４つの画素の行ごとに、転送信号線ＴＸ１〜ＴＸ４を備える。なお図３では、紙面の都合上、転送信号線ＴＸ１〜ＴＸ４の図示を省略している。
【００１５】
Ｇ画素３１ａは、Ｐ型ウェルに形成された一対のフォトダイオード３２ａ、３２ｂと、転送トランジスタ３３ａ、３３ｂと、フローティングディフュージョン（ＦＤ）領域４１ａ、４１ｂとを備える。一対のフォトダイオード３２ａ、３２ｂはＰ層、Ｎ層から成り、それぞれ撮影光学系の異なる瞳領域から出射した被写体光を受光し、その光量に応じた信号電荷を生成する。ＦＤ領域４１ａ、４１ｂはＮ層から成り、それぞれ一対のフォトダイオード３２ａ、３２ｂにより生成された信号電荷が蓄積される領域である。フォトダイオード３２ａとＦＤ領域４１ａは転送トランジスタ３３ａにより接続されている。
【００１６】
転送トランジスタ３３ａのゲート端子は転送信号線ＴＸ１に接続されている。転送信号線ＴＸ１に所定信号を出力することで、フォトダイオード３２ａからＦＤ領域４１ａに信号電荷を転送することができる。また、フォトダイオード３２ｂ、ＦＤ領域４１ｂ、転送トランジスタ３３ｂについても同様である。つまり、転送信号線ＴＸ１に所定信号を出力することで、フォトダイオード３２ｂからＦＤ領域４１ｂに信号電荷を転送することができる。
【００１７】
他方、Ｂ画素３１ｂは、１つのフォトダイオード３２ｃと、１つの転送トランジスタ３３ｃと、１つのＦＤ領域４１ｃとを備えており、フォトダイオード３２ｃとＦＤ領域４１ｃは転送トランジスタ３３ｃにより接続されている。転送トランジスタ３３ｃのゲート端子は転送信号線ＴＸ２に接続されている。転送信号線ＴＸ２に所定信号を出力することで、フォトダイオード３２ｃからＦＤ領域４１ｃに信号電荷を転送することができる。
【００１８】
なお、Ｇ画素３１ｃおよびＢ画素３１ｄの構成は、Ｇ画素３１ａおよびＢ画素３１ｂの構成と同様であるので説明を省略する。
【００１９】
Ｇ画素３１ａ、Ｇ画素３１ｃ、およびＢ画素３１ｄがそれぞれ有するＦＤ領域４１ａ、４１ｄ、４１ｆは、垂直方向に伸びた配線により、電気的に相互に接続されている。従って、ＦＤ領域４１ａ、４１ｄ、４１ｆと、それらを接続する配線と、から成る回路部分に、フォトダイオード３２ａ、３２ｄ、３２ｆにより生成された信号電荷が蓄積されることになる。
【００２０】
以下の説明では、ＦＤ領域４１ａ、４１ｄ、４１ｆと、それらを接続する配線と、から成る回路部分のことを、第１電荷蓄積部と称する。
【００２１】
同様に、Ｇ画素３１ａ、Ｂ画素３１ｂ、およびＧ画素３１ｃがそれぞれ有するＦＤ領域４１ｂ、４１ｃ、４１ｅは、垂直方向に伸びた配線により、電気的に相互に接続されている。従って、ＦＤ領域４１ｂ、４１ｃ、４１ｅと、それらを接続する配線と、から成る回路部分に、フォトダイオード３２ｂ、３２ｃ、３２ｅにより生成された信号電荷が蓄積されることになる。
【００２２】
以下の説明では、ＦＤ領域４１ｂ、４１ｃ、４１ｅと、それらを接続する配線と、から成る回路部分のことを、第２電荷蓄積部と称する。
【００２３】
第１電荷蓄積部は、増幅トランジスタ３５のゲート端子に接続されている。また、増幅トランジスタ３５は、電源ＶＤＤと行選択トランジスタ３６とを接続している。行選択トランジスタ３６は、増幅トランジスタ３５と読み出し信号線Ｏ１とを接続し、そのゲート端子は行選択信号線ＳＥＬに接続されている。電源ＶＤＤと第１電荷蓄積部とは、リセットトランジスタ３４により接続されている。リセットトランジスタのゲート端子は、リセット信号線ＲＳＴに接続されている。
【００２４】
なお、第２電荷蓄積部についても、リセットトランジスタ３７、増幅トランジスタ３８、および行選択トランジスタ３９により同様の構成が採られている。その接続態様は、読み出し信号線Ｏ１の代わりに読み出し信号線Ｏ２が用いられていることを除き、第１電荷蓄積部と同様であるので説明を省略する。
【００２５】
以上のように、本実施形態の撮像素子１５は、垂直方向に並んだ４つの画素３１ａ〜３１ｄごとに、フォトダイオードからの信号電荷を蓄積する第１電荷蓄積部および第２電荷蓄積部を共有している。また、第１電荷蓄積部および第２電荷蓄積部は、その電気容量が略同一になるように構成されている。
【００２６】
具体的には、４つの画素３１ａ〜３１ｄのうち２つの画素３１ａ、３１ｃは一対のフォトダイオードを有しているが、このような画素については、その一方と第１電荷蓄積部とが転送トランジスタを介して接続され、他方と第２電荷蓄積部とが別の転送トランジスタを介して接続されている。また、４つの画素３１ａ〜３１ｄのうち残り２つの画素３１ｂ、３１ｄは１つのフォトダイオードを有しているが、この２つの画素３１ｂ、３１ｄのうち、一方の画素３１ｄが有するフォトダイオードが、転送トランジスタ２１ｇを介して第１電荷蓄積部に接続され、他方の画素３１ｂが有するフォトダイオードが、それとは別の転送トランジスタ３３ｃを介して第２電荷蓄積部に接続されている。このように、第１電荷蓄積部および第２電荷蓄積部は対称に構成されているため、その電気容量も略同一となる。
【００２７】
なお、図３および図４から明らかな通り、上から３つ目の画素３１ｃが有する２つのＦＤ領域４１ｄ、４１ｅのうち一方のＦＤ領域４１ｄは、上から４つ目の画素３１ｄが有するＦＤ領域４１ｆと接続されているが、他方のＦＤ領域４１ｅは、４つ目の画素３１ｄが有するいかなる領域とも接続されていない。従って、そのままでは、第１電荷蓄積部の配線長と、第２電荷蓄積部の配線長とが異なってしまい、電気容量がずれる可能性がある。そこで本実施形態では、第１電荷蓄積部の配線長と第２電荷蓄積部の配線長が等しくなるように、３つ目の画素３１ｃのＦＤ領域４１ｅから下方（４つ目の画素３１ｄの方向）に、ＦＤ領域４１ｄとＦＤ領域４１ｆとの間の配線と同じ長さだけ、端点に何も接続されていない配線を設けている。
【００２８】
次に、撮像素子１５からの受光信号の読み出し処理について説明する。本実施形態の撮像装置１は、各画素のリセット、露光、信号の読み出しを行ごとに順次行うことにより被写体像を撮像した撮像信号（受光信号）を出力する。
【００２９】
撮像時、撮像素子１５は、まず１〜４行目の画素３１ａ〜３１ｄに対応するリセット信号線ＲＳＴに所定の制御信号を出力し、１〜４行目の画素３１ａ〜３１ｄに対応する第１電荷蓄積部および第２電荷蓄積部に蓄積された信号電荷をリセットする。その後、１行目の画素に対応する転送信号線ＴＸ１に所定信号を出力し、１行目の各画素が有する各フォトダイオード３２ａ、３２ｂにより生成された信号電荷を、当該フォトダイオード３２ａ、３２ｂに対応する第１電荷蓄積部、第２電荷蓄積部に転送する。そして、行選択信号線ＳＥＬに所定の制御信号を出力し、１〜４行目の画素３１ａ〜３１ｄを選択状態にする。このとき行選択トランジスタ３６、３９がオンとなり、各列の読み出し信号線Ｏ１、Ｏ２から、第１電荷蓄積部および第２電荷蓄積部に蓄積されている信号電荷に応じた受光信号を読み出すことが可能な状態になる。ここで撮像素子１５は、各列の読み出し信号線Ｏ１、Ｏ２から受光信号を順次読み出し、制御装置１９に出力する。
【００３０】
撮像素子１５は以上の動作を２行目以降の画素についても繰り返すことにより、全画素の受光信号を制御装置１９に出力する。制御装置１９はこのようにして出力された受光信号に基づいて、例えば被写体像の画像データを作成したり、撮影光学系の焦点調節状態を検出したりする。
【００３１】
上述した第１の実施の形態による撮像装置によれば、次の作用効果が得られる。
（１）撮像素子１５の撮像面には、フォトダイオード３２ａ、３２ｂを有するＧ画素３１ａと、フォトダイオード３２ｃを有するＢ画素３１ｂと、フォトダイオード３２ｄ、３２ｅを有するＧ画素３１ｃと、フォトダイオード３２ｆを有するＢ画素３１ｄと、が垂直方向に一列に配列されている。第１電荷蓄積部には、フォトダイオード３２ａにより生成された信号電荷と、フォトダイオード３２ｄにより生成された信号電荷と、フォトダイオード３２ｆにより生成された信号電荷と、が択一的に蓄積される。また、第２電荷蓄積部には、フォトダイオード３２ｂにより生成された信号電荷と、フォトダイオード３２ｃにより生成された信号電荷と、フォトダイオード３２ｅにより生成された信号電荷と、が択一的に蓄積される。そして、第１電荷蓄積部と第２電荷蓄積部とを、略同一の電気容量を有するように構成した。このようにしたので、画素ごとに光電変換部の数が異なる場合にも、電荷蓄積部の電気容量が画素ごとに異なることがなく、受光出力を精度よく読み出すことができる。
【００３２】
（２）撮像素子１５の半導体基板上に、フォトダイオード３２ａ〜３２ｆの各々に対応してＦＤ領域４１ａ〜４１ｆと、フォトダイオード３２ａ〜３２ｆの各々からＦＤ領域４１ａ〜４１ｆの各々に信号電荷を転送する転送トランジスタ３３ａ〜３３ｆと、ＦＤ領域４１ａ、４１ｄ、４１ｆを互いに接続する配線と、ＦＤ領域４１ｂ、４１ｃ、４１ｅを互いに接続する配線とを設けた。第１電荷蓄積部はＦＤ領域４１ａ、４１ｄ、４１ｆと、ＦＤ領域４１ａ、４１ｄ、４１ｆを互いに接続する配線とを含み、第２電荷蓄積部はＦＤ領域４１ｂ、４１ｃ、４１ｅと、ＦＤ領域４１ｂ、４１ｃ、４１ｅを互いに接続する配線とを含む。このようにしたので、電荷蓄積部の電気容量が各画素で統一され、受光出力を精度よく読み出すことができる。
【００３３】
（３）ＦＤ領域４１ａ、４１ｄ、４１ｆを互いに接続する配線は、ＦＤ領域４１ｂ、４１ｃ、４１ｅを互いに接続する配線と略同一の配線長を有する。このようにしたので、読み出し信号線Ｏ１に接続されたフォトダイオードと読み出し信号線Ｏ２に接続されたフォトダイオードとの間で、電荷蓄積部の電気容量が略同一となり、受光出力を精度よく読み出すことができる。
【００３４】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態に係る撮像装置について説明する。第２の実施の形態に係る撮像装置は、撮像素子を除き、第１の実施の形態と同様の構成を有する。以下、第２の実施の形態に係る撮像素子について、第１の実施の形態に係る撮像素子１５との違いを説明する。
【００３５】
図５は撮像素子の構成を示す回路図であり、図６は撮像素子の構成を示す上面図である。なお図５および図６では、図３および図４と同様に、垂直方向に並んだ４つの画素およびその周辺回路のみを示している。
【００３６】
図５および図６に示したように、本実施形態の撮像素子では、上から２つ目の画素３１ｂが、ＦＤ領域６１および転送トランジスタ５１を有している。また、上から４つ目の画素３１ｄも同様に、ＦＤ領域６２および転送トランジスタ５２を有している。ただし、転送トランジスタ５１、５２のゲート端子は、転送信号線ＴＸ１〜ＴＸ４のいずれにも接続されていない。つまり、転送トランジスタ５１、５２はオン状態にならず、ＦＤ領域６１、６２とフォトダイオード３２ｃ、３２ｄとの間で電荷を移動させない。
【００３７】
このように、ＦＤ領域６１、６２とオン状態にならない転送トランジスタ５１、５２とを追加したのは、第１電荷蓄積部および第２電荷蓄積部が、可能な限り同一の電気容量を有するようにするためである。図５や図６から明らかなように、ＦＤ領域６１、６２や転送トランジスタ５１、５２を追加することで、第１電荷蓄積部および第２電荷蓄積部は完全に対称な構成となる。
【００３８】
図７（ａ）は、図５および図６に示したＧ画素３１ｃの断面図であり、図７（ｂ）は同様にＢ画素３１ｄの断面図である。Ｂ画素３１ｄには、Ｇ画素３１ｃと同様の位置に、左右対称となるように、転送トランジスタ５２およびＦＤ領域６２が設けられている。また、一対のフォトダイオード３２ｄ、３２ｅおよびフォトダイオード３２ｆは、Ｎ型半導体基板上のＰ型ウェルに形成されている。
【００３９】
上述した第２の実施の形態による撮像装置によれば、次の作用効果が得られる。
（１）ＦＤ領域４１ａ、４１ｄ、４１ｆと互いに接続されるＦＤ領域６１を設けると共に、ＦＤ領域４１ｂ、４１ｃ、４１ｅと互いに接続されるＦＤ領域６２を設けた。第１電荷蓄積部はＦＤ領域６１を含み、第２電荷蓄積部はＦＤ領域６２を含む。従って、第１電荷蓄積部および第２電荷蓄積部は対称な構成となるため、光学特性を向上させることができる。
【００４０】
（２）転送トランジスタ５１を設け、フォトダイオード３２ｃとＦＤ領域６１とを接続させた。ただし、この転送トランジスタ５１には、フォトダイオード３２ｃからＦＤ領域６１に信号電荷を転送させず、常にオフ状態とする。同様に転送トランジスタ５２を設け、フォトダイオード３２ｆとＦＤ領域６２とを接続させた。この転送トランジスタ５２についても同様に、フォトダイオード３２ｆからＦＤ領域６２に信号電荷を転送させず、常にオフ状態とする。このようにしたので、読み出し信号線Ｏ１、Ｏ２の間で回路構成が対称になり、受光出力を精度よく読み出すことができる。
【００４１】
次のような変形も本発明の範囲内であり、変形例の一つ、もしくは複数を上述の実施形態と組み合わせることも可能である。
【００４２】
（変形例１）
図８に示すように、連結トランジスタ８１を設けて、第１電荷蓄積部および第２電荷蓄積部を選択的に接続可能にしてもよい。この場合、焦点検出用の受光信号を得る際には連結トランジスタ８１をオフにして読み出し信号線Ｏ１、Ｏ２の各々から受光信号を読み出す。また、画像データ作成用の受光信号を得る際には連結トランジスタ８１をオンにして、Ｇ画素３１ａ、３１ｃがそれぞれ有する一対のフォトダイオードからの信号電荷を一括して一方の読み出し信号線（例えば読み出し信号線Ｏ１）から読み出せばよい。このようにすることで、撮像素子の読み出し制御が容易になる。また、画像データの作成時には、実質的に電荷蓄積容量が倍になるため、より低い感度で撮像素子を利用することが可能となる。
【００４３】
（変形例２）
第２の実施の形態において、画素周辺の回路構成は、第１電荷蓄積部および第２電荷蓄積部が対称な構成となっていればよく、図５、図６に示したものに限定されない。例えば図９のように、垂直方向の第１電荷蓄積部同士、第２電荷蓄積部同士を選択的に接続するための連結トランジスタ９１、９２を設けた回路構成とすることもできる。
【００４４】
（変形例３）
上述した各実施の形態では、垂直方向に並んだ４つの画素３１ａ〜３１ｄの間で第１電荷蓄積部および第２電荷蓄積部を共有する構成について説明したが、本発明はこのような実施の形態に限定されない。例えば、水平方向に並んだ４つの画素について第１電荷蓄積部および第２電荷蓄積部を共有する構成としてもよい。また、４つよりも多くの画素（例えば８つの画素）について、第１電荷蓄積部および第２電荷蓄積部を共有する構成とすることも可能である。更に、４つの画素３１ａ〜３１ｄのいずれかが、左右に並んだ一対のフォトダイオードではなく、上下に並んだ（上下に分割された）一対のフォトダイオードを有していてもよい。
【００４５】
また、４つの画素３１ａ〜３１ｄは、１つのフォトダイオードを有する画素と、一対のフォトダイオードを有する画素とが互い違いに並んでいればよく、その順序は図３や図４に示したものに限定されない。
【００４６】
（変形例４）
ＦＤ領域や転送トランジスタの配置、配線長を統一する以外の方法で、第１電荷蓄積部および第２電荷蓄積部の電気容量を略同一としてもよい。例えばＮ層の大きさや不純物濃度を調整することで、第１電荷蓄積部および第２電荷蓄積部の電気容量を略同一としてもよい。また、配線の太さや間隔を調整してもよいし、これら複数の要素の調整を組み合わせて適用してもよい。
【００４７】
（変形例５）
本発明は、いわゆる裏面照射型のＣＭＯＳイメージセンサに適用することも可能である。
【００４８】
（変形例６）
上述した各実施の形態では、Ｎ型半導体基板上のＰ型ウェルにフォトダイオードを形成した例について説明したが、本発明はこのような実施形態に限定されない。例えば、Ｐ型半導体基板に各フォトダイオードを形成した場合であっても、本発明を適用することが可能である。
【００４９】
本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。
【符号の説明】
【００５０】
１…撮像装置、１５…撮像素子
【図１】
2014086781.tif 000003
【図２】
2014086781.tif 000004
【図３】
2014086781.tif 000005
【図４】
2014086781.tif 000006
【図５】
2014086781.tif 000007
【図６】
2014086781.tif 000008
【図７】
2014086781.tif 000009
【図８】
2014086781.tif 000010
【図９】
2014086781.tif 000011