(57)【要約】【課題】素子内部において、複数の行の信号の重み付け加算に相当する画素混合を行う。【解決手段】固体撮像素子４は、２次元状に配置された複数の画素ＰＸと、複数の画素ＰＸの列毎に設けられた複数の垂直信号線２８と、ｐ個ずつの画素ＰＸの画素グループに対して１対１に設けられた出力部ＯＵＴと、複数の画素ＰＸの列方向に互いに隣り合う前記各画素グループのノードＰ間をそれぞれ連結又は遮断する連結スイッチＣＯＮと、を備える。少なくとも１つの画素ＰＸの容量形成部ＣＰは、複数の容量ＦＤＡ，ＰＤＢと、複数の容量ＦＤＡ，ＰＤＢが当該画素ＰＸのノードＰに対する容量形成に有効に関与する第１の状態と、複数の容量ＦＤＡ，ＰＤＢのうちの一部の容量のみが当該画素ＰＸのノードＰに対する容量形成に有効に関与する第２の状態とを、切り替える切り替え部ＳＷＡ，ＳＷＢと、を有する。【選択図】図２
2014217021.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光に応じた電荷を生成し蓄積する光電変換部、ノード、前記ノードに容量を形成する容量形成部、及び、前記光電変換部から前記ノードに電荷を転送する転送スイッチを有する、２次元状に配置された複数の画素であって、前記光電変換部が列方向に順次並んだｐ個（ｐは２以上の整数）の画素毎に画素グループをなすとともに、同一の画素グループに属する前記ｐ個の画素の前記ノードが互いに電気的に接続された複数の画素と、
前記複数の画素の列毎に設けられた複数の垂直信号線と、
前記複数の画素の列毎に前記各画素グループに対して１対１に設けられ、対応する前記画素グループの前記ノードの電位に応じた信号を、対応する列の前記垂直信号線に出力する出力部と、
前記複数の画素の列方向に互いに隣り合う前記各画素グループの前記ノード間をそれぞれ連結又は遮断する連結スイッチと、
を備え、
前記複数の画素のうちの少なくとも１つの画素の前記容量形成部は、複数の容量と、前記複数の容量が当該画素の前記ノードに対する容量形成に有効に関与する第１の状態と、前記複数の容量のうちの一部の容量のみが当該画素の前記ノードに対する容量形成に有効に関与する第２の状態とを、切り替える切り替え部と、を有する、
ことを特徴とする固体撮像素子。
【請求項２】
入射光に応じた電荷を生成し蓄積する光電変換部、ノード、前記ノードに容量を形成する容量形成部、及び、前記光電変換部から前記ノードに電荷を転送する転送スイッチを有する、２次元状に配置された複数の画素と、
前記複数の画素の列毎に設けられた複数の垂直信号線と、
前記複数の画素の列毎に前記複数の画素の前記ノードに対して１対１に設けられ、対応する前記ノードの電位に応じた信号を、対応する列の前記垂直信号線に出力する出力部と、
前記複数の画素の列方向に互いに隣り合う前記各ノード間をそれぞれ連結又は遮断する連結スイッチと、
を備え、
前記複数の画素のうちの少なくとも１つの画素の前記容量形成部は、複数の容量と、前記複数の容量が当該画素の前記ノードに対する容量形成に有効に関与する第１の状態と、前記複数の容量のうちの一部の容量のみが当該画素の前記ノードに対する容量形成に有効に関与する第２の状態とを、切り替える切り替え部と、を有する、
ことを特徴とする固体撮像素子。
【請求項３】
前記第１の状態において、前記複数の容量が互いに並列接続され、
前記第２の状態において、前記複数の容量のうちの前記一部の容量が当該画素の前記ノードに電気的に接続される一方で、前記複数の容量のうちの残りの容量が当該画素の前記ノードから電気的に分離される、
ことを特徴とする請求項１又は２記載の固体撮像素子。
【請求項４】
前記出力部は、対応する前記ノードの信号を増幅する増幅部と、対応する前記ノードの電位をリセットするリセットスイッチと、当該出力部を選択する選択スイッチと、を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の固体撮像素子。
【請求項５】
前記列毎に、前記複数の画素のうちのｑ個（ｑは２以上の整数）の画素の前記光電変換部からの電荷を重み付け加算してなる電荷による信号が、所定期間において、１つの前記ノードに現れるように、前記連結スイッチ、前記転送スイッチ及び前記切り替え部を制御する制御部を、備え、
前記複数の画素のうちの前記少なくとも１つの画素は、前記ｑ個の画素のうちの少なくとも１つの画素を含む、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の固体撮像素子。
【請求項６】
前記制御部は、前記列毎に、前記ｑ個の画素のうちの前記少なくとも１つの画素の前記ノードが、前記ｑ個の画素のうちの残りの画素の前記ノードから電気的に分離されるとともに、前記ｑ個の画素のうちの前記少なくとも１つの画素の前記容量形成部が前記第１の状態になっている状態で、前記ｑ個の画素のうちの前記少なくとも１つの画素の前記転送スイッチが一旦オンされた後に、前記所定期間において、前記ｑ個の画素の前記ノードが互いに電気的に接続されるとともに、前記ｑ個の画素のうちの前記少なくとも１つの画素の前記容量形成部が前記第２の状態になるように、前記連結スイッチ、前記転送スイッチ及び前記切り替え部を制御する、ことを特徴とする請求項５記載の固体撮像素子。
【請求項７】
前記制御部は、前記列毎に、前記ｑ個の画素のうちの他の少なくとも１つの画素の前記ノードが、前記ｑ個の画素のうちの残りの画素の前記ノードから電気的に分離されるとともに、前記ｑ個の画素のうちの前記他の少なくとも１つの画素の前記容量形成部が所定状態になっている状態で、前記ｑ個の画素のうちの前記他の少なくとも１つの画素の前記転送スイッチが一旦オンされた後に、前記所定期間において、前記ｑ個の画素のうちの前記他の少なくとも１つの画素の前記容量形成部が前記所定状態になるように、前記連結スイッチ、前記転送スイッチ及び前記切り替え部を制御する、ことを特徴とする請求項６記載の固体撮像素子。
【請求項８】
前記複数の画素の各々に対応して設けられ２行２列の繰り返し周期を持つ色配列をなす複数色のカラーフィルタを備え、
前記ｑ個の画素は、１行置きの行の画素である、
ことを特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載の固体撮像素子。
【請求項９】
前記制御部は、前記列毎に、前記複数の画素のうちの前記ｑ個の画素の前記光電変換部からの電荷を重み付け加算してなる電荷による信号が、１つの前記ノードに現れるように、前記連結スイッチ、前記転送スイッチ及び前記切り替え部を制御する第１のモードと、前記列毎に、前記ｑ個の画素の前記光電変換部からの電荷を重み付けなしに加算してなる電荷による信号が、１つの前記ノードに現れるように、前記連結スイッチ、前記転送スイッチ及び前記切り替え部を制御する第２のモードとを、制御信号に応じて切り替えて行うことを特徴とする請求項５乃至８のいずれかに記載の固体撮像素子。
【請求項１０】
前記制御部は、前記列毎に、前記複数の画素のうちの前記ｑ個の画素の前記光電変換部からの電荷を重み付け加算してなる電荷による信号が、１つの前記ノードに現れるように、前記連結スイッチ、前記転送スイッチ及び前記切り替え部を制御する第１のモードと、前記列毎に、前記複数の画素のうちの１個の画素の前記光電変換部からの電荷のみによる信号が、１つの前記ノードに現れるように、前記連結スイッチ、前記転送スイッチ及び切り替え部を制御する第２のモードとを、制御信号に応じて切り替えて行うことを特徴とする請求項５乃至８のいずれかに記載の固体撮像素子。
【請求項１１】
前記制御部は、前記列毎に、前記複数の画素のうちの前記ｑ個の画素の前記光電変換部からの電荷を重み付け加算してなる電荷による信号が、１つの前記ノードに現れるように、前記連結スイッチ、前記転送スイッチ及び前記切り替え部を制御する第１のモードと、前記列毎に、前記ｑ個の画素の前記光電変換部からの電荷を重み付けなしに加算してなる電荷による信号が、１つの前記ノードに現れるように、前記連結スイッチ、前記転送スイッチ及び前記切り替え部を制御する第２のモードと、前記列毎に、前記複数の画素のうちの１個の画素の前記光電変換部からの電荷のみによる信号が、１つの前記ノードに現れるように、前記連結スイッチ、前記転送スイッチ及び前記切り替え部を制御する第３のモードとを、制御信号に応じて切り替えて行うことを特徴とする請求項５乃至８のいずれかに記載の固体撮像素子。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれかに記載の固体撮像素子を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項１３】
請求項９又は１１記載の固体撮像素子と、
ＩＳＯ感度の設定値に応じて前記第１のモードと前記第２のモードとを切り替える制御手段と、
を備えた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、固体撮像素子及びこれを用いた撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、複数の画素であって少なくとも２つの画素がそれぞれ（ａ）フォトディテクタ、（ｂ）フローティング容量部をなす電荷電圧変換領域及び（ｃ）増幅器への入力部を含む複数の画素と、前記電荷電圧変換領域同士を選択的に接続する連結スイッチとを備えた固体撮像素子が開示されている。
【０００３】
この従来の固体撮像素子によれば、前記連結スイッチをオンすることで、前記少なくとも２つの画素のフォトディテクタの電荷を混合して読み出す画素混合（電荷ドメインビニング）を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００８−５４６３１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来の固体撮像素子では、素子内部において、複数の行のの信号の単純な加算に相当する画素混合を行うことができるものの、複数の行の信号の重み付け加算に相当する画素混合を行うことができなかった。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、素子内部において複数の行の信号の重み付け加算に相当する画素混合を行うことができる固体撮像素子、及び、これを用いた撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するための手段として、以下の各態様を提示する。第１の態様による固体撮像素子は、入射光に応じた電荷を生成し蓄積する光電変換部、ノード、前記ノードに容量を形成する容量形成部、及び、前記光電変換部から前記ノードに電荷を転送する転送スイッチを有する、２次元状に配置された複数の画素であって、前記光電変換部が列方向に順次並んだｐ個（ｐは２以上の整数）の画素毎に画素グループをなすとともに、同一の画素グループに属する前記ｐ個の画素の前記ノードが互いに電気的に接続された複数の画素と、前記複数の画素の列毎に設けられた複数の垂直信号線と、前記複数の画素の列毎に前記各画素グループに対して１対１に設けられ、対応する前記画素グループの前記ノードの電位に応じた信号を、対応する列の前記垂直信号線に出力する出力部と、前記複数の画素の列方向に互いに隣り合う前記各画素グループの前記ノード間をそれぞれ連結又は遮断する連結スイッチと、を備え、前記複数の画素のうちの少なくとも１つの画素の前記容量形成部は、複数の容量と、前記複数の容量が当該画素の前記ノードに対する容量形成に有効に関与する第１の状態と、前記複数の容量のうちの一部の容量のみが当該画素の前記ノードに対する容量形成に有効に関与する第２の状態とを、切り替える切り替え部と、を有するものである。
【０００８】
第２の態様による固体撮像素子は、入射光に応じた電荷を生成し蓄積する光電変換部、ノード、前記ノードに容量を形成する容量形成部、及び、前記光電変換部から前記ノードに電荷を転送する転送スイッチを有する、２次元状に配置された複数の画素と、前記複数の画素の列毎に設けられた複数の垂直信号線と、前記複数の画素の列毎に前記複数の画素の前記ノードに対して１対１に設けられ、対応する前記ノードの電位に応じた信号を、対応する列の前記垂直信号線に出力する出力部と、前記複数の画素の列方向に互いに隣り合う前記各ノード間をそれぞれ連結又は遮断する連結スイッチと、を備え、前記複数の画素のうちの少なくとも１つの画素の前記容量形成部は、複数の容量と、前記複数の容量が当該画素の前記ノードに対する容量形成に有効に関与する第１の状態と、前記複数の容量のうちの一部の容量のみが当該画素の前記ノードに対する容量形成に有効に関与する第２の状態とを、切り替える切り替え部と、を有するものである。
【０００９】
第３の態様による固体撮像素子は、前記第１又は第２の態様において、前記第１の状態において、前記複数の容量が互いに並列接続され、前記第２の状態において、前記複数の容量のうちの前記一部の容量が当該画素の前記ノードに電気的に接続される一方で、前記複数の容量のうちの残りの容量が当該画素の前記ノードから電気的に分離されるものである。
【００１０】
第４の態様による固体撮像素子は、前記第１乃至第３のいずれかの態様において、前記出力部は、対応する前記ノードの信号を増幅する増幅部と、対応する前記ノードの電位をリセットするリセットスイッチと、当該出力部を選択する選択スイッチと、を有するものである。
【００１１】
第５の態様による固体撮像素子は、前記第１乃至第４のいずれかの態様において、前記列毎に、前記複数の画素のうちのｑ個（ｑは２以上の整数）の画素の前記光電変換部からの電荷を重み付け加算してなる電荷による信号が、所定期間において、１つの前記ノードに現れるように、前記連結スイッチ、前記転送スイッチ及び前記切り替え部を制御する制御部を、備え、前記複数の画素のうちの前記少なくとも１つの画素は、前記ｑ個の画素のうちの少なくとも１つの画素を含むものである。
【００１２】
第６の態様による固体撮像素子は、前記第５の態様において、前記制御部は、前記列毎に、前記ｑ個の画素のうちの前記少なくとも１つの画素の前記ノードが、前記ｑ個の画素のうちの残りの画素の前記ノードから電気的に分離されるとともに、前記ｑ個の画素のうちの前記少なくとも１つの画素の前記容量形成部が前記第１の状態になっている状態で、前記ｑ個の画素のうちの前記少なくとも１つの画素の前記転送スイッチが一旦オンされた後に、前記所定期間において、前記ｑ個の画素の前記ノードが互いに電気的に接続されるとともに、前記ｑ個の画素のうちの前記少なくとも１つの画素の前記容量形成部が前記第２の状態になるように、前記連結スイッチ、前記転送スイッチ及び前記切り替え部を制御するものである。
【００１３】
第７の態様による固体撮像素子は、前記第６の態様において、前記制御部は、前記列毎に、前記ｑ個の画素のうちの他の少なくとも１つの画素の前記ノードが、前記ｑ個の画素のうちの残りの画素の前記ノードから電気的に分離されるとともに、前記ｑ個の画素のうちの前記他の少なくとも１つの画素の前記容量形成部が所定状態になっている状態で、前記ｑ個の画素のうちの前記他の少なくとも１つの画素の前記転送スイッチが一旦オンされた後に、前記所定期間において、前記ｑ個の画素のうちの前記他の少なくとも１つの画素の前記容量形成部が前記所定状態になるように、前記連結スイッチ、前記転送スイッチ及び前記切り替え部を制御するものである。
【００１４】
第８の態様による固体撮像素子は、前記第５乃至第７のいずれかの態様において、前記複数の画素の各々に対応して設けられ２行２列の繰り返し周期を持つ色配列をなす複数色のカラーフィルタを備え、前記ｑ個の画素は、１行置きの行の画素であるものである。
【００１５】
第９の態様による固体撮像素子は、前記第５乃至第８のいずれかの態様において、前記制御部は、前記列毎に、前記複数の画素のうちの前記ｑ個の画素の前記光電変換部からの電荷を重み付け加算してなる電荷による信号が、１つの前記ノードに現れるように、前記連結スイッチ、前記転送スイッチ及び前記切り替え部を制御する第１のモードと、前記列毎に、前記ｑ個の画素の前記光電変換部からの電荷を重み付けなしに加算してなる電荷による信号が、１つの前記ノードに現れるように、前記連結スイッチ、前記転送スイッチ及び前記切り替え部を制御する第２のモードとを、制御信号に応じて切り替えて行うものである。
【００１６】
第１０の態様による固体撮像素子は、前記第５乃至第８のいずれかの態様において、前記制御部は、前記列毎に、前記複数の画素のうちの前記ｑ個の画素の前記光電変換部からの電荷を重み付け加算してなる電荷による信号が、１つの前記ノードに現れるように、前記連結スイッチ、前記転送スイッチ及び前記切り替え部を制御する第１のモードと、前記列毎に、前記複数の画素のうちの１個の画素の前記光電変換部からの電荷のみによる信号が、１つの前記ノードに現れるように、前記連結スイッチ、前記転送スイッチ及び切り替え部を制御する第２のモードとを、制御信号に応じて切り替えて行うものである。
【００１７】
第１１の態様による固体撮像素子は、前記第５乃至第８のいずれかの態様において、前記制御部は、前記列毎に、前記複数の画素のうちの前記ｑ個の画素の前記光電変換部からの電荷を重み付け加算してなる電荷による信号が、１つの前記ノードに現れるように、前記連結スイッチ、前記転送スイッチ及び前記切り替え部を制御する第１のモードと、前記列毎に、前記ｑ個の画素の前記光電変換部からの電荷を重み付けなしに加算してなる電荷による信号が、１つの前記ノードに現れるように、前記連結スイッチ、前記転送スイッチ及び前記切り替え部を制御する第２のモードと、前記列毎に、前記複数の画素のうちの１個の画素の前記光電変換部からの電荷のみによる信号が、１つの前記ノードに現れるように、前記連結スイッチ、前記転送スイッチ及び前記切り替え部を制御する第３のモードとを、制御信号に応じて切り替えて行うものである。
【００１８】
第１２の態様による撮像装置は、前記第１乃至第１１のいずれかの態様による固体撮像素子を備えたものである。
【００１９】
第１３の態様による撮像装置は、第９又は第１１の態様による固体撮像素子と、ＩＳＯ感度の設定値に応じて前記第１のモードと前記第２のモードとを切り替える制御手段と、を備えたものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、素子内部において複数の行の信号の重み付け加算に相当する画素混合を行うことができる固体撮像素子、及び、これを用いた撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１の実施の形態による電子カメラを模式的に示す概略ブロック図である。
【図２】図１中の固体撮像素子の概略構成を示す回路図である。
【図３】図１中の一部を拡大して示す回路図である。
【図４】図２に示す固体撮像素子の第１のモードの動作を示すタイミングチャートである。
【図５】図２に示す固体撮像素子の第２のモードの動作を示すタイミングチャートである。
【図６】図２に示す固体撮像素子の第３のモードの動作を示すタイミングチャートである。
【図７】本発明の第２の実施の形態による電子カメラの固体撮像素子の概略構成を示す回路図である。
【図８】図７中の一部を拡大して示す回路図である。
【図９】図７に示す固体撮像素子の第１のモードの動作を示すタイミングチャートである。
【図１０】図７に示す固体撮像素子の第２のモードの動作を示すタイミングチャートである。
【図１１】図７に示す固体撮像素子の第３のモードの動作を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明による固体撮像素子及び撮像装置について、図面を参照して説明する。
【００２３】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態による電子カメラ１を模式的に示す概略ブロック図である。
【００２４】
本実施の形態による電子カメラ１は、例えば一眼レフのデジタルカメラとして構成されるが、本発明による撮像装置は、これに限らず、コンパクトカメラなどの他の電子カメラや、携帯電話に搭載された電子カメラや、動画を撮像するビデオカメラ等の電子カメラなどの種々の撮像装置に適用することができる。
【００２５】
電子カメラ１には、撮影レンズ２が装着される。この撮影レンズ２は、レンズ制御部３によってフォーカスや絞りが駆動される。この撮影レンズ２の像空間には、固体撮像素子４の撮像面が配置される。
【００２６】
固体撮像素子４は、撮像制御部５の指令によって駆動され、デジタルの画像信号を出力する。通常の本撮影時（静止画撮影時）などでは、撮像制御部５は、例えば、全画素を同時にリセットするいわゆるグローバルリセット後に、図示しないメカニカルシャッタで露光した後に、所定の読み出し動作を行うように固体撮像素子４を制御する。また、電子ビューファインダーモード時や動画撮影時などでは、撮像制御部５は、例えばいわゆるローリング電子シャッタを行いつつ所定の読み出し動作を行うように固体撮像素子４を制御する。これらのとき、撮像制御部５は、後述するように、ＩＳＯ感度の設定値に応じて、後述する垂直画素加算を行う読み出し動作又は垂直画素加算を行わない読み出し動作を行うように、固体撮像素子４を制御する。デジタル信号処理部６は、固体撮像素子４から出力されるデジタルの画像信号に対して、デジタル増幅、色補間処理、ホワイトバランス処理などの画像処理等を行う。デジタル信号処理部６による処理後の画像信号は、メモリ７に一旦蓄積される。メモリ７は、バス８に接続されている。バス８には、レンズ制御部３、撮像制御部５、ＣＰＵ９、液晶表示パネル等の表示部１０、記録部１１、画像圧縮部１２及び画像処理部１３なども接続される。ＣＰＵ９には、レリーズ釦などの操作部１４が接続される。操作部１４によって、ＩＳＯ感度を設定することができるようになっている。記録部１１には記録媒体１１ａが着脱自在に装着される。
【００２７】
電子カメラ１内のＣＰＵ９は、操作部１４の操作により電子ビューファインダーモードや動画撮影や通常の本撮影（静止画撮影）などが指示されると、それに合わせて撮像制御部５を駆動する。このとき、レンズ制御部３によって、フォーカスや絞りが適宜調整される。固体撮像素子４は、撮像制御部５の指令によって駆動され、デジタルの画像信号を出力する。固体撮像素子４からのデジタルの画像信号は、デジタル信号処理部６で処理された後に、メモリ７に蓄積される。ＣＰＵ９は、電子ビューファインダーモード時にはその画像信号を表示部１０に画像表示させ、動画撮影時にはその画像信号を記録媒体１１ａに記録する。通常の本撮影時（静止画撮影時）などの場合は、ＣＰＵ９は、固体撮像素子４からのデジタルの画像信号がデジタル信号処理部６で処理されてメモリ７に蓄積された後に、操作部１４の指令に基づき、必要に応じて画像処理部１３や画像圧縮部１２にて所望の処理を行い、記録部１１に処理後の信号を出力させ記録媒体１１ａに記録する。
【００２８】
図２は、図１中の固体撮像素子４の概略構成を示す回路図である。図３は、図２中の一部を拡大して示す回路図である。本実施の形態では、固体撮像素子４は、ＣＭＯＳ型の固体撮像素子として構成されているが、例えば、他のＸＹアドレス型固体撮像素子や、ＣＣＤ型の固体撮像素子として構成してもよい。
【００２９】
固体撮像素子４は、図２及び図３に示すように、ｎ行ｍ列に２次元マトリクス状に配置された画素ＰＸと、ｎ行ｍ列の画素ＰＸに対してｐ対１（ｐは２以上の整数）に設けられた出力部ＯＵＴと、連結スイッチとしての連結トランジスタＣＯＮと、垂直走査回路２１と、画素ＰＸの行毎に設けられた制御線２２〜２７と、画素ＰＸの列毎に設けられ対応する列の画素ＰＸからの信号を受け取る複数の（ｍ本の）垂直信号線２８と、各垂直信号線２８に設けられた定電流源２９と、各垂直信号線２８に対応して設けられたカラムアンプ３０、ＣＤＳ回路（相関２重サンプリング回路）３１及びＡ／Ｄ変換器３２と、水平読み出し回路３３とを有している。前記画素ＰＸ及び前記出力部ＯＵＴが全体として画素部を構成している。
【００３０】
なお、カラムアンプ３０として、アナログ増幅器を用いてもよいし、いわゆるスイッチトキャパシタアンプを用いてもよい。また、カラムアンプ３０は、必ずしも設けなくてもよい。
【００３１】
図面表記の便宜上、図２ではｍ＝２として示しているが、列数ｍは実際にはより多くの任意の数にされる。また、行数ｎも限定されない。画素ＰＸを行毎に区別する場合、ｊ行目の画素ＰＸは符号ＰＸ（ｊ）で示す。この点は、他の要素や後述する制御信号についても同様である。図２には、６行に渡るＮ−２行目乃至Ｎ＋３行目の画素ＰＸ（Ｎ−２）〜ＰＸ（Ｎ＋３）が示されている。図３には、１つの画素グループをなす、１つの列のＮ行目の画素ＰＸ（Ｎ）及びＮ＋１行目の画素ＰＸ（Ｎ＋１）が示されている。また、図３には、この画素グループに対して１対１に設けられた１つの出力部ＯＵＴ（Ｎ）、及び、連結トランジスタＣＯＮ（Ｎ−１），ＣＯＮ（Ｎ＋１）も示されている。
【００３２】
各画素ＰＸは、入射光に応じた電荷を生成し蓄積する光電変換部としてのフォトダイオードＰＤと、ノードＰと、ノードＰに容量を形成する容量形成部ＣＰと、フォトダイオードＰＤからノードＰに電荷を転送する転送スイッチとしての転送トランジスタＴＸとを有している。例えば、Ｎ行目の画素ＰＸ（Ｎ）は、フォトダイオードＰＤ（Ｎ）と、ノードＰ（Ｎ）と、ノードＰ（Ｎ）に容量を形成する容量形成部ＣＰ（Ｎ）と、フォトダイオードＰＤ（Ｎ）からノードＰ（Ｎ）に電荷を転送する転送トランジスタＴＸ（Ｎ）とを有している。
【００３３】
図面には示していないが、本実施の形態では、各々の画素ＰＸの光入射側には、それぞれが異なる色成分の光を透過させる複数種類のカラーフィルタが、２行２列の繰り返し周期を持つ色配列で配置されている。画素ＰＸは、カラーフィルタでの色分解によって各色に対応する電気信号を出力する。例えば、前記色配列としてベイヤー配列が採用され、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇｒ，Ｇｂ）、青色（Ｂ）のカラーフィルタが、ベイヤー配列に従って各画素ＰＸに配置されている。
【００３４】
ｎ行ｍ列の画素ＰＸは、フォトダイオードＰＤが列方向に順次並んだｐ個（ｐは２以上の整数）の画素ＰＸ毎に画素グループを構成している。同一の画素グループに属するｐ個の画素ＰＸのノードＰが互いに電気的に接続されている。本実施の形態では、ｐ＝２とされ、画素ＰＸの列毎に、Ｎ−２行目の画素ＰＸ（Ｎ−２）及びＮ−１行目の画素ＰＸ（Ｎ−１）が画素グループを構成しこれに属するノードＰ（Ｎ−２）及びノードＰ（Ｎ−１）が互いに電気的に接続され、Ｎ行目の画素ＰＸ（Ｎ）及びＮ＋１行目の画素ＰＸ（Ｎ＋１）が画素グループを構成しこれに属するノードＰ（Ｎ）及びノードＰ（Ｎ＋１）が互いに電気的に接続され、Ｎ＋２行目の画素ＰＸ（Ｎ＋２）及びＮ＋３行目の画素ＰＸ（Ｎ＋３）が画素グループを構成しこれに属するノードＰ（Ｎ＋２）及びノードＰ（Ｎ＋３）が互いに電気的に接続され、他の行の画素ＰＸについても同様である。
【００３５】
本実施の形態では、各画素ＰＸの容量形成部ＣＰは、複数（本実施の形態では２つであるが、３つ以上でもよい。）の容量ＦＤＡ，ＦＤＢと、複数の容量ＦＤＡ，ＦＤＢが当該画素ＰＸのノードＰに対する容量形成に有効に関与する第１の状態と、複数の容量ＦＤＡ，ＦＤＢのうちの一部の容量のみが当該画素ＰＸのノードＰに対する容量形成に有効に関与する第２の状態とを、切り替える切り替え部としてのスイッチＳＷＡ，ＳＷＢとを有している。本実施の形態では、容量ＦＤＡ，ＦＤＢは、フローティング容量となっている。具体的には、本実施の形態では、ノードＰにそれぞれスイッチＳＷＡ，ＳＷＢが接続され、スイッチＳＷＡと基準電位との間に容量ＦＤＡが設けられ、スイッチＳＷＢと基準電位との間に容量ＦＤＢが設けられている。これにより、スイッチＳＷＡ，ＳＷＢをオンすることで、複数の容量ＦＤＡ，ＦＤＢが当該画素ＰＸのノードＰと基準電位との間に並列接続されて、前記第１の状態となる。また、スイッチＳＷＡ，ＳＷＢのいずれか一方のみをオンすることで、複数の容量ＦＤＡ，ＦＤＢのうちの一部の容量が当該画素ＰＸのノードＰに電気的に接続される一方で、複数の容量ＦＤＡ，ＦＤＢのうちの残りの容量が当該画素ＰＸのノードから電気的に分離されて、前記第２の状態となる。
【００３６】
なお、本発明では、少なくとも１つの容量形成部ＣＰを、前記第１の状態と前記第２の状態とを切り替え得るように構成すればよく、容量形成部ＣＰの構成は前述した構成に限定されるものではない。例えば、スイッチＳＷＡ，ＳＷＢの一方を取り除いて、当該一方のスイッチの部分を電気的に接続してもよい。また、容量ＦＤＡの容量値と容量ＦＤＢの容量値とは、同一でもよいし異なっていてもよく、それらの容量値は任意に設定することができる。
【００３７】
各出力部ＯＵＴは、画素ＰＸの列毎に前記画素グループに対して１対１に設けられて対応する画素グループのノードＰの電位に応じた信号を、対応する列の垂直信号線２８に出力する。本実施の形態では、画素ＰＸの列毎に、出力部ＯＵＴ（Ｎ−２）が、Ｎ−２行目の画素ＰＸ（Ｎ−２）及びＮ−１行目の画素ＰＸ（Ｎ−１）からなる画素グループに対して１対１に設けられて対応する画素グループのノードＰ（Ｎ−２），Ｐ（Ｎ−１）の電位に応じた信号を対応する列の垂直信号線２８に出力し、出力部ＯＵＴ（Ｎ）が、Ｎ行目の画素ＰＸ（Ｎ）及びＮ＋１行目の画素ＰＸ（Ｎ＋１）からなる画素グループに対して１対１に設けられて対応する画素グループのノードＰ（Ｎ），Ｐ（Ｎ＋１）の電位に応じた信号を対応する列の垂直信号線２８に出力し、出力部ＯＵＴ（Ｎ＋２）が、Ｎ＋２行目の画素ＰＸ（Ｎ＋２）及びＮ＋３行目の画素ＰＸ（Ｎ＋３）からなる画素グループに対して１対１に設けられて対応する画素グループのノードＰ（Ｎ＋２），Ｐ（Ｎ＋３）の電位に応じた信号を対応する列の垂直信号線２８に出力し、他の出力部ＯＵＴについても同様である。
【００３８】
本実施の形態では、各出力部ＯＵＴは、対応するノードＰの信号を増幅する増幅部としての増幅トランジスタＡＭＰと、対応するノードＰの電位をリセットするリセットスイッチとしてのリセットトランジスタＲＳＴと、当該出力部ＯＵＴを選択する選択スイッチとしての選択トランジスタＳＥＬとを有し、図２及び図３で示すように接続されている。例えば、出力部ＯＵＴ（Ｎ）は、対応するノードＰ（Ｎ），Ｐ（Ｎ＋１）の信号を増幅する増幅トランジスタＡＭＰ（Ｎ）と、対応するノードＰ（Ｎ），Ｐ（Ｎ＋１）の電位をリセットするリセットスイッチとしてのリセットトランジスタＲＳＴ（Ｎ）と、当該出力部ＯＵＴ（Ｎ）を選択する選択スイッチとしての選択トランジスタＳＥＬ（Ｎ）と、を有している。
【００３９】
各連結トランジスタＣＯＮは、ｎ行ｍ列の画素ＰＸの列方向に互いに隣り合う前記各画素グループの前記ノードＰ間をそれぞれ連結又は遮断する。本実施の形態では、連結トランジスタＣＯＮ（Ｎ−１）は、Ｎ−２行目の画素ＰＸ（Ｎ−２）及びＮ−１行目の画素ＰＸ（Ｎ−１）からなる画素グループのノードＰ（Ｎ−２），Ｐ（Ｎ−１）とＮ行目の画素ＰＸ（Ｎ）及びＮ＋１行目の画素ＰＸ（Ｎ＋１）からなる画素グループのノードＰ（Ｎ），Ｐ（Ｎ＋１）との間を連結又は遮断し、連結トランジスタＣＯＮ（Ｎ＋１）は、Ｎ行目の画素ＰＸ（Ｎ）及びＮ＋１行目の画素ＰＸ（Ｎ＋１）からなる画素グループのノードＰ（Ｎ），Ｐ（Ｎ＋１）とＮ＋２行目の画素ＰＸ（Ｎ＋２）及びＮ＋３行目の画素ＰＸ（Ｎ＋３）からなる画素グループのノードＰ（Ｎ＋２），Ｐ（Ｎ＋３）との間を連結又は遮断し、他の連結トランジスタＣＯＮについても同様である。
【００４０】
図２及び図３において、ＶＰＩＸは電源電位である。なお、本実施の形態では、トランジスタＴＸ，ＣＯＮ，ＡＭＰ，ＲＳＴ，ＳＥＬ及びスイッチＳＷＡ，ＳＷＢは、全てｎＭＯＳトランジスタである。
【００４１】
転送トランジスタＴＸのゲートは行毎に制御線２４に共通に接続され、そこには、制御信号φＴＸが垂直走査回路２１から供給される。リセットトランジスタＲＳＴのゲートは行毎に制御線２３に共通に接続され、そこには、制御信号φＲＳＴが垂直走査回路２１から供給される。選択トランジスタＳＥＬのゲートは行毎に制御線２２に共通に接続され、そこには、制御信号φＳＥＬが垂直走査回路２１から供給される。連結トランジスタＣＯＮのゲートは行毎に制御線２５に共通に接続され、そこには、制御信号φＣＯＮが垂直走査回路２１から供給される。スイッチＳＷＡのゲートは行毎に制御線２６に共通に接続され、そこには、制御信号φＳＷＡが垂直走査回路２１から供給される。スイッチＳＷＢのゲートは行毎に制御線２７に共通に接続され、そこには、制御信号φＳＷＢが垂直走査回路２１から供給される。例えば、転送トランジスタＴＸ（Ｎ）のゲートには制御信号φＴＸ（Ｎ）が供給され、リセットトランジスタＲＳＴ（Ｎ）のゲートには制御信号φＲＳＴ（Ｎ）が供給され、選択トランジスタＳＥＬ（Ｎ）のゲートには制御信号φＳＥＬ（Ｎ）が供給され、連結トランジスタＣＯＮ（Ｎ）のゲートには制御信号φＣＯＮ（Ｎ）が供給され、スイッチＳＷＡ（Ｎ）のゲートには制御信号φＳＷＡ（Ｎ）が供給され、スイッチＳＷＢ（Ｎ）のゲートには制御信号φＳＷＢ（Ｎ）が供給される。
【００４２】
垂直走査回路２１は、図１中の撮像制御部５による制御下で、画素ＰＸの行毎に、制御信号φＳＥＬ，φＲＳＴ，φＴＸ，φＣＯＮ，φＳＷＡ，φＳＷＢをそれぞれ出力し、画素ＰＸ、出力部ＯＵＴ、連結トランジスタＣＯＮ及びスイッチＳＷＡ，ＳＷＢを制御し、静止画読み出し動作や動画読み出し動作などを実現する。この制御における後述するモードに応じて、各垂直信号線２８には、それに対応する列の画素ＰＸの信号（アナログ信号）や、それらを垂直方向に重み付け加算した信号に相当する信号や、垂直方向に重み付けなしに加算した信号に相当する信号が供給される。
【００４３】
本実施の形態では、垂直走査回路２１は、第１乃至第３のモードを、図１中の撮像制御部５からの指令（制御信号）に応じて切り替えて行う制御部を構成している。
【００４４】
前記第１のモードは、画素ＰＸの列毎に、ｎ行ｍ列の画素ＰＸのうちのｑ個（ｑは２以上の整数）の画素ＰＸ（例えば、３個の画素ＰＸ（Ｎ−２），ＰＸ（Ｎ），ＰＸ（Ｎ＋２））のフォトダイオードＰＤ（例えば、ＰＤ（Ｎ−２），ＰＤ（Ｎ），ＰＤ（Ｎ＋２））からの電荷を重み付け加算してなる電荷による信号が、所定期間（例えば、後述する図４中の期間ｔ１１−ｔ１４）において、１つのノードＰ（例えば、Ｐ（Ｎ））に現れるように、連結トランジスタＣＯＮ、転送トランジスタＴＸ及びスイッチＳＷＡ，ＳＷＢを制御するモードである。本実施の形態では、ｑ＝３とされ、同色のカラーフィルタが設けられた画素ＰＸの信号を加算するべく、ｑ個の行は、１行置きの行とされている。もっとも、本発明では、ｑは２以上の任意の数でよい。
【００４５】
本実施の形態では、垂直走査回路２１は、前記第１のモードにおいて、画素ＰＸの列毎に、前記ｑ個の画素ＰＸ（例えば、３個の画素ＰＸ（Ｎ−２），ＰＸ（Ｎ），ＰＸ（Ｎ＋２））のうちの少なくとも１つの画素ＰＸ（例えば、画素ＰＸ（Ｎ−２），ＰＸ（Ｎ＋２））の前記ノードＰ（例えば、ノードＰ（Ｎ−２），Ｐ（Ｎ＋２））が、前記ｑ個の画素ＰＸ（例えば、３個の画素ＰＸ（Ｎ−２），ＰＸ（Ｎ），ＰＸ（Ｎ＋２））のうちの残りの画素ＰＸ（例えば、画素ＰＸ（Ｎ））の前記ノードＰ（例えば、ノードＰ（Ｎ））から電気的に分離されるとともに、前記ｑ個の画素ＰＸ（例えば、３個の画素ＰＸ（Ｎ−２），ＰＸ（Ｎ），ＰＸ（Ｎ＋２））のうちの前記少なくとも１つの画素ＰＸ（例えば、画素ＰＸ（Ｎ−２），ＰＸ（Ｎ＋２））の容量形成部ＣＰ（例えば、容量形成部ＣＰ（Ｎ−２），ＣＰ（Ｎ＋２））が前記第１の状態になっている状態で、前記ｑ個の画素ＰＸ（例えば、３個の画素ＰＸ（Ｎ−２），ＰＸ（Ｎ），ＰＸ（Ｎ＋２））のうちの前記少なくとも１つの画素ＰＸ（例えば、画素ＰＸ（Ｎ−２），ＰＸ（Ｎ＋２））の転送トランジスタＴＸ（例えば、転送トランジスタＴＸ（Ｎ−２），ＴＸ（Ｎ＋２））が一旦オンされた後に、前記所定期間（例えば、後述する図４中の期間ｔ１１−ｔ１４）において、前記ｑ個の画素ＰＸ（例えば、３個の画素ＰＸ（Ｎ−２），ＰＸ（Ｎ），ＰＸ（Ｎ＋２））の前記ノード（例えば、ノード（Ｎ−２），Ｐ（Ｎ），Ｐ（Ｎ＋２））が互いに電気的に接続されるとともに、前記ｑ個の画素ＰＸ（例えば、３個の画素ＰＸ（Ｎ−２），ＰＸ（Ｎ），ＰＸ（Ｎ＋２））のうちの前記少なくとも１つの画素ＰＸ（例えば、画素ＰＸ（Ｎ−２），ＰＸ（Ｎ＋２））の前記容量形成部ＣＰ（例えば、容量形成部ＣＰ（Ｎ−２），ＣＰ（Ｎ＋２））が前記第２の状態になるように、連結トランジスタＣＯＮ、転送トランジスタＴＸ及びスイッチＳＷＡ，ＳＷＢを制御する。
【００４６】
また、本実施の形態では、垂直走査回路２１は、前記第１のモードにおいて、画素ＰＸの列毎に、前記ｑ個の画素ＰＸ（例えば、３個の画素ＰＸ（Ｎ−２），ＰＸ（Ｎ），ＰＸ（Ｎ＋２））のうちの他の少なくとも１つの画素ＰＸ（例えば、画素ＰＸ（Ｎ））のノードＰ（例えば、ノード（Ｎ））が、前記ｑ個の画素ＰＸ（例えば、３個の画素ＰＸ（Ｎ−２），ＰＸ（Ｎ），ＰＸ（Ｎ＋２））のうちの残りの画素ＰＸ（例えば、画素ＰＸ（Ｎ−２），ＰＸ（Ｎ＋２））のノードＰ（例えば、ノードＰ（Ｎ−２），Ｐ（Ｎ＋２））から電気的に分離されるとともに、前記ｑ個の画素ＰＸ（例えば、３個の画素ＰＸ（Ｎ−２），ＰＸ（Ｎ），ＰＸ（Ｎ＋２））のうちの前記他の少なくとも１つの画素ＰＸ（例えば、画素ＰＸ（Ｎ））の容量形成部ＣＰ（例えば、容量形成部ＣＰ（Ｎ））が所定状態（前記第１の状態及び前記第２の状態のいずれでもよい。）になっている状態で、前記ｑ個の画素ＰＸ（例えば、３個の画素ＰＸ（Ｎ−２），ＰＸ（Ｎ），ＰＸ（Ｎ＋２））のうちの前記他の少なくとも１つの画素ＰＸ（例えば、画素ＰＸ（Ｎ））の転送トランジスタＴＸ（例えば、転送トランジスタＴＸ（Ｎ））が一旦オンされた後に、前記所定期間（例えば、後述する図４中の期間ｔ１１−ｔ１４）において、前記ｑ個の画素ＰＸ（例えば、３個の画素ＰＸ（Ｎ−２），ＰＸ（Ｎ），ＰＸ（Ｎ＋２））のうちの前記他の少なくとも１つの画素（例えば、画素ＰＸ（Ｎ））の容量形成部ＣＰ（例えば、容量形成部ＣＰ（Ｎ））が前記所定状態になるように、連結トランジスタＣＯＮ、転送トランジスタＴＸ及びスイッチＳＷＡ，ＳＷＢを制御する。
【００４７】
前記第２のモードは、画素ＰＸの列毎に、前記ｑ個の画素ＰＸのフォトダイオードＰＤからの電荷を重み付けなしに加算してなる電荷による信号が、１つのノードＰに現れるように、連結トランジスタＣＯＮ、転送トランジスタＴＸ及びスイッチＳＷＡ，ＳＷＢを制御するモードである。
【００４８】
前記第３のモードは、画素ＰＸの列毎に、ｎ行ｍ列の画素ＰＸのうちの１個の画素ＰＸのフォトダイオードＰＤからの電荷のみによる信号が、出力部ＯＵＴが接続された１つのノードＰに現れるように、連結トランジスタＣＯＮ、転送トランジスタＴＸ及びスイッチＳＷＡ，ＳＷＢを制御するモードである。
【００４９】
垂直信号線２８に読み出された信号は、各列毎に、カラムアンプ３０で増幅され更にＣＤＳ回路３１にて光信号（画素ＰＸで光電変換された光情報を含む信号）と暗信号（光信号から差し引くべきノイズ成分を含む差分用信号）との差分を得る処理が施された後に、Ａ／Ｄ変換器３２にてデジタル信号に変換され、そのデジタル信号はＡ／Ｄ変換器３２に保持される。各Ａ／Ｄ変換器３２に保持されたデジタルの画像信号は、水平読み出し回路３３によって水平走査され、必要に応じて所定の信号形式に変換されて、外部（図１中のデジタル信号処理部６）へ出力される。
【００５０】
なお、ＣＤＳ回路３１は、図１中の撮像制御部５による制御下でタイミング発生回路（図示せず）から暗信号サンプリング信号φＤＡＲＫＣを受け、φＤＡＲＫＣがハイレベル（Ｈ）の場合にカラムアンプ３０の出力信号を暗信号としてサンプリングするとともに、図１中の撮像制御部５による制御下で前記タイミング発生回路から光信号サンプリング信号φＳＩＧＣを受け、φＳＩＧＣがＨの場合にカラムアンプ３０の出力信号を光信号としてサンプリングする。そして、ＣＤＳ回路３１は、前記タイミング発生回路からのクロックやパルスに基づいて、サンプリングした暗信号と光信号との差分に応じた信号を出力する。このようなＣＤＳ回路３１の構成としては、公知の構成を採用することができる。
【００５１】
以下の説明において、各画素ＰＸの容量形成部ＣＰの容量ＦＤＡの容量値をＣａとし、各画素ＰＸの容量形成部ＣＰの容量ＦＤＢの容量値をＣｂとする。
【００５２】
図４は、図２に示す固体撮像素子４の前記第１のモードの動作例を示すタイミングチャートである。図４は、期間ｔ２−ｔ３１においてＮ行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ）が選択され、この期間ｔ２−ｔ３１において、Ｎ−２行目のフォトダイオードＰＤ（Ｎ−２）からの電荷ＮＰＤ（Ｎ−２）とＮ行目のフォトダイオードＰＤ（Ｎ）からの電荷ＮＰＤ（Ｎ）とＮ＋２行目のフォトダイオードＰＤ（Ｎ＋２）の電荷ＮＰＤ（Ｎ＋２）とを１：｛（Ｃａ＋Ｃｂ）／Ｃａ｝：１の重みで重み付け加算してなる電荷による信号が出力され、更に、Ｎ−１行目のフォトダイオードＰＤ（Ｎ−１）からの電荷ＮＰＤ（Ｎ−１）とＮ＋１行目のフォトダイオードＰＤ（Ｎ＋１）からの電荷ＮＰＤ（Ｎ＋１）とＮ＋３行目のフォトダイオードＰＤ（Ｎ＋３）の電荷ＮＰＤ（Ｎ＋３）とを１：｛（Ｃａ＋Ｃｂ）／Ｃａ｝：１の重みで重み付け加算してなる電荷による信号が出力される動作を示している。
【００５３】
期間ｔ２−ｔ３１において、Ｎ行目のφＳＥＬ（Ｎ）がＨにされ、Ｎ行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ）の選択トランジスタＳＥＬ（Ｎ）がオンにされ、Ｎ行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ）が選択される。
【００５４】
時点ｔ２の前の時点ｔ１の前に既に、所定の露光期間において、フォトダイオードＰＤ（Ｎ−２）〜ＰＤ（Ｎ＋３）の露光が終了している。この露光は、電子ビューファインダーモード時や動画撮影時などでは、いわゆるローリング電子シャッタ動作により行われ、通常の本撮影時（静止画撮影時）などでは、全画素を同時にリセットするいわゆるグローバルリセット後にメカニカルシャッタ（図示せず）により行われる。時点ｔ１の直前には、全てのトランジスタＳＥＬ，ＲＳＴ，ＴＸ，ＣＯＮ，ＳＷＡ，ＳＷＢはオフしている。
【００５５】
時点ｔ１から、期間ｔ２−ｔ３１中の時点ｔ１６までの期間ｔ１−ｔ１６において、φＳＷＡ（Ｎ−２），φＳＷＡ（Ｎ），φＳＷＢ（Ｎ），φＳＷＡ（Ｎ＋２）がＨにされて、Ｎ−２行目のスイッチＳＷＡ（Ｎ−２）、Ｎ行目のスイッチＳＷＡ（Ｎ），ＳＷＢ（Ｎ）及びＮ＋２行目のスイッチＳＷＡ（Ｎ＋２）がオンにされる。
【００５６】
また、時点ｔ１から、時点ｔ２の後でかつ時点ｔ１６の前の時点ｔ５までの期間ｔ１−ｔ５において、φＳＷＢ（Ｎ−２），φＳＷＢ（Ｎ＋２）がＨにされて、Ｎ−２行目のスイッチＳＷＢ（Ｎ−２）及びＮ＋２行目のスイッチＳＷＢ（Ｎ＋２）がオンにされる。
【００５７】
時点ｔ２の後でかつ時点ｔ５の前の時点ｔ３から、時点ｔ５の後でかつ時点ｔ１６の前の時点ｔ８までの期間ｔ３−ｔ８において、φＣＯＮ（Ｎ−１），φＣＯＮ（Ｎ＋１）がＨにされて連結トランジスタＣＯＮ（Ｎ−１），ＣＯＮ（Ｎ＋１）がオンにされ、Ｎ−２行目乃至Ｎ＋３行目のノードＰ（Ｎ−２）〜Ｐ（Ｎ＋３）が互いに電気的に接続される（連結状態）。
【００５８】
時点ｔ３の後でかつ時点ｔ５の前の時点ｔ４から、時点ｔ５までの期間ｔ４−ｔ５において、φＲＳＴ（Ｎ−２），φＲＳＴ（Ｎ），φＲＳＴ（Ｎ＋２）がＨにされてＮ−２行目、Ｎ行目及びＮ＋２行目のリセットトランジスタＲＳＴ（Ｎ−２），ＲＳＴ（Ｎ），ＲＳＴ（Ｎ＋２）がオンにされ、連結されている６行のノードＰ（Ｎ−２）〜Ｐ（Ｎ＋３）の電位が電源電位ＶＰＩＸにリセットされる。
【００５９】
期間ｔ５−ｔ８において、φＳＷＢ（Ｎ−２），φＳＷＢ（Ｎ＋２）がローレベル（Ｌ）にされて、Ｎ−２行目のスイッチＳＷＢ（Ｎ−２）及びＮ＋２行目のスイッチＳＷＢ（Ｎ＋２）がオフにされる。
【００６０】
期間ｔ５−ｔ８中の期間ｔ６−ｔ７において、暗信号サンプリング信号φＤＡＲＫＣがＨにされて、前記連結状態においてノードＰ（Ｎ−２）〜Ｐ（Ｎ＋３）に現れる電位がＮ行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ）の増幅トランジスタＡＭＰ（Ｎ）で増幅された後に選択トランジスタＳＥＬ（Ｎ）及び垂直信号線２８を経由し更にカラムアンプ３０で増幅された信号が、暗信号として、ＣＤＳ回路３１によりサンプリングされる。
【００６１】
時点ｔ８から、時点ｔ８の後でかつ時点ｔ１６の前の時点ｔ１２までの期間ｔ８−ｔ１２において、φＣＯＮ（Ｎ−１），φＣＯＮ（Ｎ＋１）がＬにされて連結トランジスタＣＯＮ（Ｎ−１），ＣＯＮ（Ｎ＋１）がオフにされ、Ｎ−２行目及びＮ−１行目のノードＰ（Ｎ−２），Ｐ（Ｎ−１）が互いに電気的に接続されたままこれらのノードＰ（Ｎ−２），Ｐ（Ｎ−１）が他のノードＰから電気的に分離され、Ｎ行目及びＮ＋１行目のノードＰ（Ｎ），Ｐ（Ｎ＋１）が互いに電気的に接続されたままこれらのノードＰ（Ｎ），Ｐ（Ｎ＋１）が他のノードＰから電気的に分離され、Ｎ＋２行目及びＮ＋３行目のノードＰ（Ｎ＋２），Ｐ（Ｎ＋３）が互いに電気的に接続されたままこれらのノードＰ（Ｎ＋２），Ｐ（Ｎ＋３）が他のノードＰから電気的に分離される（分離状態）。
【００６２】
時点ｔ８から、時点ｔ８の後でかつ時点ｔ１２の前の時点ｔ１１までの期間ｔ８−ｔ１１において、φＳＷＢ（Ｎ−２），φＳＷＢ（Ｎ＋２）がＨにされて、Ｎ−２行目のスイッチＳＷＢ（Ｎ−２）及びＮ＋２行目のスイッチＳＷＢ（Ｎ＋２）がオンにされる。時点ｔ１１以降は、φＳＷＢ（Ｎ−２），φＳＷＢ（Ｎ＋２）がＬにされて、Ｎ−２行目のスイッチＳＷＢ（Ｎ−２）及びＮ＋２行目のスイッチＳＷＢ（Ｎ＋２）がオフにされる。
【００６３】
期間ｔ８−ｔ１１中の期間ｔ９−ｔ１０において、φＴＸ（Ｎ−２），φＴＸ（Ｎ），φＴＸ（Ｎ＋２）がＨにされてＮ−２行目、Ｎ行目及びＮ＋２行目の転送トランジスタＴＸ（Ｎ−２），ＴＸ（Ｎ），ＴＸ（Ｎ＋２）がオンにされる。これにより、Ｎ−２行目のフォトダイオードＰＤ（Ｎ−２）に蓄積されていた信号電荷ＮＰＤ（Ｎ−２）は、互いに並列接続されているＮ−２行目の容量ＦＤＡ（Ｎ−２），ＦＤＢ（Ｎ−２）に転送される。Ｎ行目のフォトダイオードＰＤ（Ｎ）に蓄積されていた信号電荷ＮＰＤ（Ｎ）は、互いに並列接続されているＮ行目の容量ＦＤＡ（Ｎ），ＦＤＢ（Ｎ）に転送される。Ｎ行＋２目のフォトダイオードＰＤ（Ｎ＋２）に蓄積されていた信号電荷ＮＰＤ（Ｎ＋２）は、互いに並列接続されているＮ＋２行目の容量ＦＤＡ（Ｎ＋２），ＦＤＢ（Ｎ＋２）に転送される。
【００６４】
この状態では、Ｎ−２行目の容量ＦＤＡ（Ｎ−２）には｛Ｃａ／（Ｃａ＋Ｃｂ）｝・ＮＰＤ（Ｎ−２）の電荷が保持され、Ｎ−２行目の容量ＦＤＢ（Ｎ−２）には｛Ｃｂ／（Ｃａ＋Ｃｂ）｝・ＮＰＤ（Ｎ−２）の電荷が保持される。Ｎ行目の容量ＦＤＡ（Ｎ）には｛Ｃａ／（Ｃａ＋Ｃｂ）｝・ＮＰＤ（Ｎ）の電荷が保持され、Ｎ行目の容量ＦＤＢ（Ｎ）には｛Ｃｂ／（Ｃａ＋Ｃｂ）｝・ＮＰＤ（Ｎ）の電荷が保持される。Ｎ＋２行目の容量ＦＤＡ（Ｎ＋２）には｛Ｃａ／（Ｃａ＋Ｃｂ）｝・ＮＰＤ（Ｎ＋２）の電荷が保持され、Ｎ＋２行目の容量ＦＤＢ（Ｎ＋２）には｛Ｃｂ／（Ｃａ＋Ｃｂ）｝・ＮＰＤ（Ｎ＋２）の電荷が保持される。
【００６５】
時点ｔ１２から、時点ｔ１２の後でかつ時点ｔ１６の前の時点ｔ１５までの期間ｔ１２−ｔ１５において、φＣＯＮ（Ｎ−１），φＣＯＮ（Ｎ＋１）がＨにされて連結トランジスタＣＯＮ（Ｎ−１），ＣＯＮ（Ｎ＋１）がオンにされ、Ｎ−２行目乃至Ｎ＋３行目のノードＰ（Ｎ−２）〜Ｐ（Ｎ＋３）が互いに電気的に接続される（連結状態）。
【００６６】
この期間ｔ１２−ｔ１５では、φＳＷＡ（Ｎ−２），φＳＷＡ（Ｎ），φＳＷＢ（Ｎ），φＳＷＢ（Ｎ＋２）がＨである一方で、φＳＷＢ（Ｎ−２），φＳＷＢ（Ｎ＋２）がＬであるので、Ｎ−２行目の容量ＦＤＡ（Ｎ−２）、Ｎ行目の容量ＦＤＡ（Ｎ），ＦＤＢ（Ｎ）及びＮ＋２行目の容量ＦＤＡ（Ｎ＋２）が並列接続され、この並列接続された容量ＦＤＡ（Ｎ−２），ＦＤＡ（Ｎ），ＦＤＢ（Ｎ），ＦＤＡ（Ｎ＋２）には、全体として、［｛Ｃａ／（Ｃａ＋Ｃｂ）｝・ＮＰＤ（Ｎ−２）＋ＮＰＤ（Ｎ）＋｛Ｃａ／（Ｃａ＋Ｃｂ）｝・ＮＰＤ（Ｎ＋２）］の電荷が保持されている。この並列接続された容量ＦＤＡ（Ｎ−２），ＦＤＡ（Ｎ），ＦＤＢ（Ｎ），ＦＤＡ（Ｎ＋２）の合成容量値は、３Ｃａ＋Ｃｂとなる。
【００６７】
したがって、この状態において、電気的に接続されているＮ−２行目乃至Ｎ＋３行目のノードＰ（Ｎ−２）〜Ｐ（Ｎ＋３）の信号電位は、［｛Ｃａ／（Ｃａ＋Ｃｂ）｝・ＮＰＤ（Ｎ−２）＋ＮＰＤ（Ｎ）＋｛Ｃａ／（Ｃａ＋Ｃｂ）｝・ＮＰＤ（Ｎ＋２）］／（３Ｃａ＋Ｃｂ）となる。
【００６８】
期間ｔ１２−ｔ１５中の期間ｔ１３−ｔ１４において、光信号サンプリング信号φＳＩＧＣがＨにされて、前記連結状態においてノードＰ（Ｎ−２）〜Ｐ（Ｎ＋３）に現れる信号電位［｛Ｃａ／（Ｃａ＋Ｃｂ）｝・ＮＰＤ（Ｎ−２）＋ＮＰＤ（Ｎ）＋｛Ｃａ／（Ｃａ＋Ｃｂ）｝・ＮＰＤ（Ｎ＋２）］／（３Ｃａ＋Ｃｂ）がＮ行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ）の増幅トランジスタＡＭＰ（Ｎ）で増幅された後に選択トランジスタＳＥＬ（Ｎ）及び垂直信号線２８を経由し更にカラムアンプ３０で増幅された信号が、光信号として、ＣＤＳ回路３１によりサンプリングされる。したがって、この光信号は、Ｎ−２行目のフォトダイオードＰＤ（Ｎ−２）からの電荷ＮＰＤ（Ｎ−２）とＮ行目のフォトダイオードＰＤ（Ｎ）からの電荷ＮＰＤ（Ｎ）とＮ＋２行目のフォトダイオードＰＤ（Ｎ＋２）の電荷ＮＰＤ（Ｎ＋２）とを１：｛（Ｃａ＋Ｃｂ）／Ｃａ｝：１の重みで重み付け加算してなる電荷による信号となる。
【００６９】
期間ｔ１３−ｔ１４の後に、ＣＤＳ回路３１は、期間ｔ６−ｔ７でサンプリングした暗信号と期間ｔ１３−ｔ１４でサンプリングした光信号との差分に応じた信号を出力する。Ａ／Ｄ変換器３２は、この差分に応じた信号をデジタル信号に変換して保持する。各Ａ／Ｄ変換器３２に保持されたデジタルの画像信号は、水平読み出し回路３３によって水平走査され、デジタル信号画像信号として外部（図１中のデジタル信号処理部６）へ出力される。
【００７０】
時点ｔ１６の後の時点ｔ１７から、時点ｔ３１の後の時点ｔ３２までの期間ｔ１７−ｔ３２において、φＳＷＡ（Ｎ−１），φＳＷＡ（Ｎ＋１），φＳＷＢ（Ｎ＋１），φＳＷＡ（Ｎ＋３）がＨにされて、Ｎ−１行目のスイッチＳＷＡ（Ｎ−１）、Ｎ＋１行目のスイッチＳＷＡ（Ｎ＋１），ＳＷＢ（Ｎ＋１）及びＮ＋３行目のスイッチＳＷＡ（Ｎ＋３）がオンにされる。
【００７１】
また、時点ｔ１７から、時点ｔ１７の後でかつ時点ｔ３１の前の時点ｔ２０までの期間ｔ１７−ｔ２０において、φＳＷＢ（Ｎ−１），φＳＷＢ（Ｎ＋３）がＨにされて、Ｎ−１行目のスイッチＳＷＢ（Ｎ−１）及びＮ＋３行目のスイッチＳＷＢ（Ｎ＋３）がオンにされる。
【００７２】
時点ｔ１７の後でかつ時点ｔ２０の前の時点ｔ１８から、時点ｔ２０の後でかつ時点ｔ３１の前の時点ｔ２３までの期間ｔ１８−ｔ２３において、φＣＯＮ（Ｎ−１），φＣＯＮ（Ｎ＋１）がＨにされて連結トランジスタＣＯＮ（Ｎ−１），ＣＯＮ（Ｎ＋１）がオンにされ、Ｎ−２行目乃至Ｎ＋３行目のノードＰ（Ｎ−２）〜Ｐ（Ｎ＋３）が互いに電気的に接続される（連結状態）。
【００７３】
時点ｔ１８の後でかつ時点ｔ２０の前の時点ｔ１９から、時点ｔ２０までの期間ｔ１９−ｔ２０において、φＲＳＴ（Ｎ−２），φＲＳＴ（Ｎ），φＲＳＴ（Ｎ＋２）がＨにされてＮ−２行目、Ｎ行目及びＮ＋２行目のリセットトランジスタＲＳＴ（Ｎ−２），ＲＳＴ（Ｎ），ＲＳＴ（Ｎ＋２）がオンにされ、連結されている６行のノードＰ（Ｎ−２）〜Ｐ（Ｎ＋３）の電位が電源電位ＶＰＩＸにリセットされる。
【００７４】
期間ｔ２０−ｔ２３において、φＳＷＢ（Ｎ−１），φＳＷＢ（Ｎ＋３）がＬにされて、Ｎ−１行目のスイッチＳＷＢ（Ｎ−１）及びＮ＋３行目のスイッチＳＷＢ（Ｎ＋３）がオフにされる。
【００７５】
時点ｔ２０−ｔ２３中の期間ｔ２１−ｔ２２において、暗信号サンプリング信号φＤＡＲＫＣがＨにされて、前記連結状態においてノードＰ（Ｎ−２）〜Ｐ（Ｎ＋３）に現れる電位がＮ行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ）の増幅トランジスタＡＭＰ（Ｎ）で増幅された後に選択トランジスタＳＥＬ（Ｎ）及び垂直信号線２８を経由し更にカラムアンプ３０で増幅された信号が、暗信号として、ＣＤＳ回路３１によりサンプリングされる。
【００７６】
時点ｔ２３から、時点ｔ２３の後でかつ時点ｔ３１の前の時点ｔ２７までの期間ｔ２３−ｔ２７において、φＣＯＮ（Ｎ−１），φＣＯＮ（Ｎ＋１）がＬにされて連結トランジスタＣＯＮ（Ｎ−１），ＣＯＮ（Ｎ＋１）がオフにされ、Ｎ−２行目及びＮ−１行目のノードＰ（Ｎ−２），Ｐ（Ｎ−１）が互いに電気的に接続されたままこれらのノードＰ（Ｎ−２），Ｐ（Ｎ−１）が他のノードＰから電気的に分離され、Ｎ行目及びＮ＋１行目のノードＰ（Ｎ），Ｐ（Ｎ＋１）が互いに電気的に接続されたままこれらのノードＰ（Ｎ），Ｐ（Ｎ＋１）が他のノードＰから電気的に分離され、Ｎ＋２行目及びＮ＋３行目のノードＰ（Ｎ＋２），Ｐ（Ｎ＋３）が互いに電気的に接続されたままこれらのノードＰ（Ｎ＋２），Ｐ（Ｎ＋３）が他のノードＰから電気的に分離される（分離状態）。
【００７７】
時点ｔ２３から、時点ｔ２３の後でかつ時点ｔ２７の前の時点ｔ２６までの期間ｔ２３−ｔ２６において、φＳＷＢ（Ｎ−１），φＳＷＢ（Ｎ＋３）がＨにされて、Ｎ−１行目のスイッチＳＷＢ（Ｎ−１）及びＮ＋３行目のスイッチＳＷＢ（Ｎ＋３）がオンにされる。時点ｔ２６以降は、φＳＷＢ（Ｎ−１），φＳＷＢ（Ｎ＋３）がＬにされて、Ｎ−１行目のスイッチＳＷＢ（Ｎ−１）及びＮ＋３行目のスイッチＳＷＢ（Ｎ＋３）がオフにされる。
【００７８】
期間ｔ２３−ｔ２６中の期間ｔ２４−ｔ２５において、φＴＸ（Ｎ−１），φＴＸ（Ｎ＋１），φＴＸ（Ｎ＋３）がＨにされてＮ−１行目、Ｎ＋１行目及びＮ＋３行目の転送トランジスタＴＸ（Ｎ−１），ＴＸ（Ｎ＋１），ＴＸ（Ｎ＋３）がオンにされる。これにより、Ｎ−１行目のフォトダイオードＰＤ（Ｎ−１）に蓄積されていた信号電荷ＮＰＤ（Ｎ−１）は、互いに並列接続されているＮ−１行目の容量ＦＤＡ（Ｎ−１），ＦＤＢ（Ｎ−１）に転送される。Ｎ＋１行目のフォトダイオードＰＤ（Ｎ＋１）に蓄積されていた信号電荷ＮＰＤ（Ｎ＋１）は、互いに並列接続されているＮ＋１行目の容量ＦＤＡ（Ｎ＋１），ＦＤＢ（Ｎ＋１）に転送される。Ｎ行＋３目のフォトダイオードＰＤ（Ｎ＋３）に蓄積されていた信号電荷ＮＰＤ（Ｎ＋３）は、互いに並列接続されているＮ＋３行目の容量ＦＤＡ（Ｎ＋３），ＦＤＢ（Ｎ＋３）に転送される。
【００７９】
この状態では、Ｎ−１行目の容量ＦＤＡ（Ｎ−１）には｛Ｃａ／（Ｃａ＋Ｃｂ）｝・ＮＰＤ（Ｎ−１）の電荷が保持され、Ｎ−１行目の容量ＦＤＢ（Ｎ−１）には｛Ｃｂ／（Ｃａ＋Ｃｂ）｝・ＮＰＤ（Ｎ−１）の電荷が保持される。Ｎ＋１行目の容量ＦＤＡ（Ｎ＋１）には｛Ｃａ／（Ｃａ＋Ｃｂ）｝・ＮＰＤ（Ｎ＋１）の電荷が保持され、Ｎ＋１行目の容量ＦＤＢ（Ｎ＋１）には｛Ｃｂ／（Ｃａ＋Ｃｂ）｝・ＮＰＤ（Ｎ＋１）の電荷が保持される。Ｎ＋３行目の容量ＦＤＡ（Ｎ＋３）には｛Ｃａ／（Ｃａ＋Ｃｂ）｝・ＮＰＤ（Ｎ＋３）の電荷が保持され、Ｎ＋３行目の容量ＦＤＢ（Ｎ＋３）には｛Ｃｂ／（Ｃａ＋Ｃｂ）｝・ＮＰＤ（Ｎ＋３）の電荷が保持される。
【００８０】
時点ｔ２７から、時点ｔ２７の後でかつ時点ｔ３１の前の時点ｔ３０までの期間ｔ２７−ｔ３０において、φＣＯＮ（Ｎ−１），φＣＯＮ（Ｎ＋１）がＨにされて連結トランジスタＣＯＮ（Ｎ−１），ＣＯＮ（Ｎ＋１）がオンにされ、Ｎ−２行目乃至Ｎ＋３行目のノードＰ（Ｎ−２）〜Ｐ（Ｎ＋３）が互いに電気的に接続される（連結状態）。
【００８１】
この状態において、電気的に接続されているＮ−２行目乃至Ｎ＋３行目のノードＰ（Ｎ−２）〜Ｐ（Ｎ＋３）の信号電位は、［｛Ｃａ／（Ｃａ＋Ｃｂ）｝・ＮＰＤ（Ｎ−１）＋ＮＰＤ（Ｎ＋１）＋｛Ｃａ／（Ｃａ＋Ｃｂ）｝・ＮＰＤ（Ｎ＋３）］／（３Ｃａ＋Ｃｂ）となる。
【００８２】
期間ｔ２７−ｔ３０中の期間ｔ２８−ｔ２９において、光信号サンプリング信号φＳＩＧＣがＨにされて、前記連結状態においてノードＰ（Ｎ−２）〜Ｐ（Ｎ＋３）に現れる信号電位［｛Ｃａ／（Ｃａ＋Ｃｂ）｝・ＮＰＤ（Ｎ−１）＋ＮＰＤ（Ｎ＋１）＋｛Ｃａ／（Ｃａ＋Ｃｂ）｝・ＮＰＤ（Ｎ＋３）］／（３Ｃａ＋Ｃｂ）がＮ行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ）の増幅トランジスタＡＭＰ（Ｎ）で増幅された後に選択トランジスタＳＥＬ（Ｎ）及び垂直信号線２８を経由し更にカラムアンプ３０で増幅された信号が、光信号として、ＣＤＳ回路３１によりサンプリングされる。したがって、この光信号は、Ｎ−１行目のフォトダイオードＰＤ（Ｎ−２）からの電荷ＮＰＤ（Ｎ−１）とＮ＋１行目のフォトダイオードＰＤ（Ｎ＋１）からの電荷ＮＰＤ（Ｎ＋１）とＮ＋３行目のフォトダイオードＰＤ（Ｎ＋３）の電荷ＮＰＤ（Ｎ＋３）とを１：｛（Ｃａ＋Ｃｂ）／Ｃａ｝：１の重みで重み付け加算してなる電荷による信号となる。
【００８３】
期間ｔ２８−ｔ２９の後に、ＣＤＳ回路３１は、期間ｔ２１−ｔ２２でサンプリングした暗信号と期間ｔ２８−ｔ２９でサンプリングした光信号との差分に応じた信号を出力する。Ａ／Ｄ変換器３２は、この差分に応じた信号をデジタル信号に変換して保持する。各Ａ／Ｄ変換器３２に保持されたデジタルの画像信号は、水平読み出し回路３３によって水平走査され、デジタル信号画像信号として外部（図１中のデジタル信号処理部６）へ出力される。
【００８４】
そして、時点ｔ３１において、Ｎ行目のφＳＥＬ（Ｎ）がＬにされて、Ｎ行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ）の選択トランジスタＳＥＬ（Ｎ）がオフにされ、Ｎ行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ）の選択が終了する。その後、時点ｔ３２において、φＳＷＡ（Ｎ−１），φＳＷＡ（Ｎ＋１），φＳＷＢ（Ｎ＋１），φＳＷＡ（Ｎ＋３）がＬにされて、Ｎ−１行目のスイッチＳＷＡ（Ｎ−１）、Ｎ＋１行目のスイッチＳＷＡ（Ｎ＋１），ＳＷＢ（Ｎ＋１）及びＮ＋３行目のスイッチＳＷＡ（Ｎ＋３）がオフにされる。
【００８５】
Ｎ行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ）の選択期間ｔ２−ｔ３１を含む期間ｔ１−ｔ３２の後に、Ｎ＋６行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ＋６）の選択期間を含む期間、Ｎ＋１２行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ＋１２）の選択期間を含む期間、・・・が順次行われる。また、Ｎ行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ）の選択期間ｔ２−ｔ３１を含む期間ｔ１−ｔ３２の前には、Ｎ−６行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ−６）の選択期間を含む期間、Ｎ−１２行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ−１２）の選択期間を含む期間、・・・が順次遡って行われてきている。例えば、Ｎ＋６行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ＋６）の選択期間を含む期間の動作説明は、前述したＮ行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ）の選択期間ｔ２−ｔ３１を含む期間ｔ１−ｔ３２の動作説明において、Ｎ−２〜Ｎ＋３をそれぞれＮ＋４〜Ｎ＋９と読み替えられたい。
【００８６】
このようにして、前記第１のモードでは、６行ずつずれた各行を順次選択行としていき、各選択行について、当該選択行よりも２行前の画素ＰＸの信号と当該選択行の画素ＰＸの信号と当該選択行よりも２行後の画素ＰＸの信号が１：｛（Ｃａ＋Ｃｂ）／Ｃａ｝：１の重みで加算された信号に相当する信号、及び、当該選択行よりも１行前の画素ＰＸの信号と当該選択行よりも１行後の画素ＰＸの信号と当該選択行よりも３行後の画素ＰＸの信号が１：｛（Ｃａ＋Ｃｂ）／Ｃａ｝：１の重みで加算された信号に相当する信号が、それぞれ、光信号と暗信号との差分を示すデジタル画像信号として水平読み出し回路３３から出力される。
【００８７】
このように、前記第１のモードでは、素子内部において複数の行の信号の重み付け加算に相当する画素混合を行うことができる。
【００８８】
なお、前記第１のモードにおいて、期間ｔ１−ｔ１６においてφＳＷＡ（Ｎ）（又はφＳＷＢ（Ｎ））をＨにするとともにφＳＷＢ（Ｎ）（又はφＳＷＡ（Ｎ））をＬにし、期間ｔ１７−ｔ３２においてφＳＷＡ（Ｎ＋１）（又はφＳＷＢ（Ｎ＋１））をＨにするとともにφＳＷＢ（Ｎ＋１）（又はφＳＷＡ（Ｎ＋１））をＬにしてもよい。
【００８９】
また、前記第１のモードにおいて、Ｎ行目及びＮ行目から６行ずつずれた行のφＳＷＡ，φＳＷＢは常にＨに維持してもよい。これと等価となるように、Ｎ行目及びＮ行目から６行ずつずれた行のスイッチＳＷＡ，ＳＷＢを取り除いてその箇所を短絡してもよい。この場合、当該行の容量ＦＤＡ，ＦＤＢは１つの容量にまとめてもよい。
【００９０】
なお、前記第１のモードにおいて各行でφＳＷＡφとＳＷＢとを入れ替えたモードを、行うようにしてもよい。このモードでは、６行ずつずれた各行を順次選択行としていき、各選択行について、当該選択行よりも２行前の画素ＰＸの信号と当該選択行の画素ＰＸの信号と当該選択行よりも２行後の画素ＰＸの信号が１：｛（Ｃａ＋Ｃｂ）／Ｃｂ｝：１の重みで加算された信号に相当する信号、及び、当該選択行よりも１行前の画素ＰＸの信号と当該選択行よりも１行後の画素ＰＸの信号と当該選択行よりも３行後の画素ＰＸの信号が１：｛（Ｃａ＋Ｃｂ）／Ｃｂ｝：１の重みで加算された信号に相当する信号が、それぞれ、光信号と暗信号との差分を示すデジタル画像信号として水平読み出し回路３３から出力される。したがって、Ｃａ≠Ｃｂとすることで、このモードでは、前記第１のモードと異なる重みによる重み付け加算に相当する画素混合を行うことができる。
【００９１】
図５は、図２に示す固体撮像素子４の前記第２のモードの動作例を示すタイミングチャートである。図５は、期間ｔ４１−ｔ６０においてＮ行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ）が選択され、この期間ｔ４１−ｔ６０において、Ｎ−２行目のフォトダイオードＰＤ（Ｎ−２）からの電荷ＮＰＤ（Ｎ−２）とＮ行目のフォトダイオードＰＤ（Ｎ）からの電荷ＮＰＤ（Ｎ）とＮ＋２行目のフォトダイオードＰＤ（Ｎ＋２）の電荷ＮＰＤ（Ｎ＋２）とを重み付けなしに加算してなる電荷による信号が出力され、更に、Ｎ−１行目のフォトダイオードＰＤ（Ｎ−１）からの電荷ＮＰＤ（Ｎ−１）とＮ＋１行目のフォトダイオードＰＤ（Ｎ＋１）からの電荷ＮＰＤ（Ｎ＋１）とＮ＋３行目のフォトダイオードＰＤ（Ｎ＋３）の電荷ＮＰＤ（Ｎ＋３）とを重み付けなしに加算してなる電荷による信号が出力される動作を示している。
【００９２】
この第２のモードでは、各行のφＳＷＡ，φＳＷＢは常にＨにされて、各行のスイッチＳＷＡ，ＳＷＢは常にオンに維持される。その代わりに、各行のφＳＷＡ，φＳＷＢの一方を常にＨにするとともに他方を常にＬにして、各行のスイッチＳＷＡ，ＳＷＢの一方を常にオンに維持するとともに他方を常にオフに維持してもよい。
【００９３】
期間ｔ４１−ｔ６０において、Ｎ行目のφＳＥＬ（Ｎ）がＨにされ、Ｎ行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ）の選択トランジスタＳＥＬ（Ｎ）がオンにされ、Ｎ行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ）が選択される。
【００９４】
時点ｔ４１の前に既に、所定の露光期間において、フォトダイオードＰＤ（Ｎ−２）〜ＰＤ（Ｎ＋３）の露光が終了している。この露光は、電子ビューファインダーモード時や動画撮影時などでは、いわゆるローリング電子シャッタ動作により行われ、通常の本撮影時（静止画撮影時）などでは、全画素を同時にリセットするいわゆるグローバルリセット後にメカニカルシャッタ（図示せず）により行われる。時点ｔ４１の直前には、各行のスイッチＳＷＡ，ＳＷＢを除く他の全てのトランジスタＳＥＬ，ＲＳＴ，ＴＸ，ＣＯＮはオフしている。
【００９５】
期間ｔ４１−ｔ６０中の期間ｔ４２−ｔ５９において、φＣＯＮ（Ｎ−１），φＣＯＮ（Ｎ＋１）がＨにされて連結トランジスタＣＯＮ（Ｎ−１），ＣＯＮ（Ｎ＋１）がオンにされ、Ｎ−２行目乃至Ｎ＋３行目の６行のノードＰ（Ｎ−２）〜Ｐ（Ｎ＋３）が互いに電気的に接続されて連結される（連結状態）。この状態では、Ｎ−２行目乃至Ｎ＋３行目の容量ＦＤＡ（Ｎ−２）〜ＦＤＡ（Ｎ＋３）及びＮ−２行目乃至Ｎ＋３行目の容量ＦＤＢ（Ｎ−２）〜ＦＤＢ（Ｎ＋３）が互いに並列接続される。
【００９６】
期間ｔ４２−ｔ５９中の期間ｔ４３−ｔ４４において、φＲＳＴ（Ｎ−２），φＲＳＴ（Ｎ），φＲＳＴ（Ｎ＋２）がＨにされてＮ−２行目、Ｎ行目及びＮ＋２行目のリセットトランジスタＲＳＴ（Ｎ−２），ＲＳＴ（Ｎ），ＲＳＴ（Ｎ＋２）がオンにされ、連結されている６行のノードＰ（Ｎ−２）〜Ｐ（Ｎ＋３）の電位が電源電位ＶＰＩＸにリセットされる。
【００９７】
次に、期間ｔ４５−ｔ４６において、暗信号サンプリング信号φＤＡＲＫＣがＨにされて、前記連結状態においてノードＰ（Ｎ−２）〜Ｐ（Ｎ＋３）に現れる電位がＮ行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ）の増幅トランジスタＡＭＰ（Ｎ）で増幅された後に選択トランジスタＳＥＬ（Ｎ）及び垂直信号線２８を経由し更にカラムアンプ３０で増幅された信号が、暗信号として、ＣＤＳ回路３１によりサンプリングされる。
【００９８】
次いで、期間ｔ４７−ｔ４８において、φＴＸ（Ｎ−２），φＴＸ（Ｎ），φＴＸ（Ｎ＋２）がＨにされてＮ−２行目、Ｎ行目及びＮ＋２行目の転送トランジスタＴＸ（Ｎ−２），ＴＸ（Ｎ），ＴＸ（Ｎ＋２）がオンにされる。これにより、Ｎ−２行目のフォトダイオードＰＤ（Ｎ−２）に蓄積されていた信号電荷ＮＰＤ（Ｎ−２）、Ｎ行目のフォトダイオードＰＤ（Ｎ）に蓄積されていた信号電荷ＮＰＤ（Ｎ）、Ｎ＋２行目のフォトダイオードＰＤ（Ｎ＋２）に蓄積されていた信号電荷ＮＰＤ（Ｎ＋２）が、互いに並列接続されているＮ−２行目乃至Ｎ＋３行目の容量ＦＤＡ（Ｎ−２）〜ＦＤＡ（Ｎ＋３）及びＮ−２行目乃至Ｎ＋３行目の容量ＦＤＢ（Ｎ−２）〜ＦＤＢ（Ｎ＋３）に転送される。
【００９９】
この状態では、並列接続されている容量ＦＤＡ（Ｎ−２）〜ＦＤＡ（Ｎ＋３），ＦＤＢ（Ｎ−２）〜ＦＤＢ（Ｎ＋３）には、全体として、［ＮＰＤ（Ｎ−２）＋ＮＰＤ（Ｎ）＋ＮＰＤ（Ｎ＋２）］の電荷が保持されている。この並列接続された容量ＦＤＡ（Ｎ−２）〜ＦＤＡ（Ｎ＋３），ＦＤＢ（Ｎ−２）〜ＦＤＢ（Ｎ＋３）の合成容量値は、６Ｃａ＋６Ｃｂとなる。
【０１００】
したがって、この状態において、電気的に接続されているＮ−２行目乃至Ｎ＋３行目の６行のノードＰ（Ｎ−２）〜Ｐ（Ｎ＋３）の信号電位は、［ＮＰＤ（Ｎ−２）＋ＮＰＤ（Ｎ）＋ＮＰＤ（Ｎ＋２）］／（６Ｃａ＋６Ｃｂ）となる。
【０１０１】
その後、期間ｔ４９−ｔ５０において、光信号サンプリング信号φＳＩＧＣがＨにされて、ノードＰ（Ｎ−２）〜Ｐ（Ｎ＋３）に現れている信号電位［ＮＰＤ（Ｎ−２）＋ＮＰＤ（Ｎ）＋ＮＰＤ（Ｎ＋２）］／（６Ｃａ＋６Ｃｂ）がＮ行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ）の増幅トランジスタＡＭＰ（Ｎ）で増幅された後に選択トランジスタＳＥＬ（Ｎ）及び垂直信号線２８を経由し更にカラムアンプ３０で増幅された信号が、光信号として、ＣＤＳ回路３１によりサンプリングされる。したがって、この光信号は、Ｎ−２行目のフォトダイオードＰＤ（Ｎ−２）からの電荷ＮＰＤ（Ｎ−２）とＮ行目のフォトダイオードＰＤ（Ｎ）からの電荷ＮＰＤ（Ｎ）とＮ＋２行目のフォトダイオードＰＤ（Ｎ＋２）の電荷ＮＰＤ（Ｎ＋２）とを重み付けなしで加算してなる電荷による信号となる。
【０１０２】
期間ｔ４９−ｔ５０の後に、ＣＤＳ回路３１は、期間ｔ４５−ｔ４６でサンプリングした暗信号と期間ｔ４９−ｔ５０でサンプリングした光信号との差分に応じた信号を出力する。Ａ／Ｄ変換器３２は、この差分に応じた信号をデジタル信号に変換して保持する。各Ａ／Ｄ変換器３２に保持されたデジタルの画像信号は、水平読み出し回路３３によって水平走査され、デジタル信号画像信号として外部（図１中のデジタル信号処理部６）へ出力される。
【０１０３】
時点ｔ５０後の期間ｔ５１−ｔ５８において、ｔ４３−ｔ５０の動作と同様の動作が行われる。時点ｔ５１〜時点ｔ５８は、時点ｔ４３〜時点ｔ５０にそれぞれ相当している。ただし、期間ｔ５５−ｔ５６においては、φＴＸ（Ｎ−１），φＴＸ（Ｎ＋１），φＴＸ（Ｎ＋３）がＨにされてＮ−１行目、Ｎ＋１行目及びＮ＋３行目の転送トランジスタＴＸ（Ｎ−１），ＴＸ（Ｎ＋１），ＴＸ（Ｎ＋３）がオンにされる。
【０１０４】
したがって、期間ｔ５７−ｔ５８でＣＤＳ回路３１によりサンプリングされた光信号は、Ｎ−１行目のフォトダイオードＰＤ（Ｎ−１）からの電荷ＮＰＤ（Ｎ−１）とＮ＋１行目のフォトダイオードＰＤ（Ｎ＋１）からの電荷ＮＰＤ（Ｎ＋１）とＮ＋３行目のフォトダイオードＰＤ（Ｎ＋３）の電荷ＮＰＤ（Ｎ＋３）とを重み付けなしで加算してなる電荷による信号となる。
【０１０５】
期間ｔ５７−ｔ５８の後に、ＣＤＳ回路３１は、期間ｔ５１−ｔ５２でサンプリングした暗信号と期間ｔ５７−ｔ５８でサンプリングした光信号との差分に応じた信号を出力する。Ａ／Ｄ変換器３２は、この差分に応じた信号をデジタル信号に変換して保持する。各Ａ／Ｄ変換器３２に保持されたデジタルの画像信号は、水平読み出し回路３３によって水平走査され、デジタル信号画像信号として外部（図１中のデジタル信号処理部６）へ出力される。
【０１０６】
そして、時点ｔ５９後の時点ｔ６０において、Ｎ行目のφＳＥＬ（Ｎ）がＬにされて、Ｎ行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ）の選択トランジスタＳＥＬ（Ｎ）がオフにされ、Ｎ行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ）の選択が終了する。
【０１０７】
Ｎ行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ）の選択期間ｔ４１−ｔ６０の後に、Ｎ＋６行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ＋６）の選択期間、Ｎ＋１２行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ＋１２）の選択期間、・・・が順次行われる。また、Ｎ行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ）の選択期間ｔ４１−ｔ６０の前には、Ｎ−６行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ−６）の選択期間、Ｎ−１２行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ−１２）の選択期間、・・・が順次遡って行われてきている。例えば、Ｎ＋６行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ＋６）の選択期間の動作説明は、前述したＮ行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ）の選択期間ｔ４１−ｔ６０の動作説明において、Ｎ−２〜Ｎ＋３をそれぞれＮ＋４〜Ｎ＋９と読み替えられたい。
【０１０８】
このようにして、前記第２のモードでは、６行ずつずれた各行を順次選択行としていき、各選択行について、当該選択行よりも２行前の画素ＰＸの信号と当該選択行の画素ＰＸの信号と当該選択行よりも２行後の画素ＰＸの信号が重み付けなしで加算された信号に相当する信号、及び、当該選択行よりも１行前の画素ＰＸの信号と当該選択行よりも１行後の画素ＰＸの信号と当該選択行よりも３行後の画素ＰＸの信号が重み付けなしで加算された信号に相当する信号が、それぞれ、光信号と暗信号との差分を示すデジタル画像信号として水平読み出し回路３３から出力される。
【０１０９】
図６は、図２に示す固体撮像素子４の前記第３のモードの動作例を示すタイミングチャートであり、図５に対応している。図６において、図５中の時点と同一又は対応する時点には同一符号を付し、その重複する説明は省略する。
【０１１０】
図６は、期間ｔ４１−ｔ６０においてＮ行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ）が選択され、この期間ｔ４１−ｔ６０において、Ｎ行目のフォトダイオードＰＤ（Ｎ）からの電荷ＮＰＤ（Ｎ）による信号が出力され、更に、Ｎ＋１行目のフォトダイオードＰＤ（Ｎ＋１）からの電荷ＮＰＤ（Ｎ＋１）による信号が出力される動作を示している。
【０１１１】
この第３のモードでは、各行のφＳＷＡ，φＳＷＢは常にＨにされて、各行のスイッチＳＷＡ，ＳＷＢは常にオンに維持される。その代わりに、各行のφＳＷＡ，φＳＷＢの一方を常にＨにするとともに他方を常にＬにして、各行のスイッチＳＷＡ，ＳＷＢの一方を常にオンに維持するとともに他方を常にオフに維持してもよい。
【０１１２】
また、この第３のモードでは、各行のφＣＯＮは常にＬにされて、各行の連結トランジスタＣＯＮは常にオフに維持される。
【０１１３】
期間ｔ４１−ｔ６０において、Ｎ行目のφＳＥＬ（Ｎ）がＨにされ、Ｎ行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ）の選択トランジスタＳＥＬ（Ｎ）がオンにされ、Ｎ行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ）が選択される。
【０１１４】
この第３のモードでは、期間ｔ４３−ｔ４４において、φＲＳＴ（Ｎ）がＨにされてＮ行目のリセットトランジスタＲＳＴ（Ｎ）はオンにされるが、φＲＳＴ（Ｎ−２），φＲＳＴ（Ｎ＋２）はＬのままに維持されてＮ−２行目及びＮ＋２行目のリセットトランジスタＲＳＴ（Ｎ−２），ＲＳＴ（Ｎ＋２）はオフのままに維持にされる。期間ｔ５１−ｔ５２についても、期間ｔ４３−ｔ４４と同様である。
【０１１５】
また、期間ｔ４７−ｔ４８において、φＴＸ（Ｎ）がＨにされてＮ行目の転送トランジスタＴＸ（Ｎ）がオンにされるが、φＴＸ（Ｎ−２），φＴＸ（Ｎ＋２）はＬのままに維持されてＮ−２行目及びＮ＋２行目の転送トランジスタＴＸ（Ｎ−２），ＴＸ（Ｎ＋２）はオフのままに維持される。
【０１１６】
さらに、期間ｔ５５−ｔ５６において、φＴＸ（Ｎ＋１）がＨにされてＮ＋１行目の転送トランジスタＴＸ（Ｎ＋１）がオンにされるが、φＴＸ（Ｎ−１），φＴＸ（Ｎ＋３）はＬのままに維持されてＮ−１行目及びＮ＋３行目の転送トランジスタＴＸ（Ｎ−１），ＴＸ（Ｎ＋３）はオフのままに維持される。
【０１１７】
期間ｔ４９−ｔ５０において、光信号サンプリング信号φＳＩＧＣがＨにされて、ノードＰ（Ｎ），Ｐ（Ｎ＋１）に現れている信号電荷ＮＰＤ（Ｎ）による信号電位がＮ行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ）の増幅トランジスタＡＭＰ（Ｎ）で増幅された後に選択トランジスタＳＥＬ（Ｎ）及び垂直信号線２８を経由し更にカラムアンプ３０で増幅された信号が、光信号として、ＣＤＳ回路３１によりサンプリングされる。したがって、この光信号は、Ｎ行目のフォトダイオードＰＤ（Ｎ）からの電荷ＮＰＤ（Ｎ）のみによる信号となる。
【０１１８】
期間ｔ４９−ｔ５０の後に、ＣＤＳ回路３１は、期間ｔ４５−ｔ４６でサンプリングした暗信号と期間ｔ４９−ｔ５０でサンプリングした光信号との差分に応じた信号を出力する。Ａ／Ｄ変換器３２は、この差分に応じた信号をデジタル信号に変換して保持する。各Ａ／Ｄ変換器３２に保持されたデジタルの画像信号は、水平読み出し回路３３によって水平走査され、デジタル信号画像信号として外部（図１中のデジタル信号処理部６）へ出力される。
【０１１９】
また、期間ｔ５７−ｔ５８において、光信号サンプリング信号φＳＩＧＣがＨにされて、ノードＰ（Ｎ），Ｐ（Ｎ＋１）に現れている信号電荷ＮＰＤ（Ｎ＋１）による信号電位がＮ行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ）の増幅トランジスタＡＭＰ（Ｎ）で増幅された後に選択トランジスタＳＥＬ（Ｎ）及び垂直信号線２８を経由し更にカラムアンプ３０で増幅された信号が、光信号として、ＣＤＳ回路３１によりサンプリングされる。したがって、この光信号は、Ｎ＋１行目のフォトダイオードＰＤ（Ｎ）からの電荷ＮＰＤ（Ｎ＋１）のみによる信号となる。
【０１２０】
期間ｔ５７−ｔ５８の後に、ＣＤＳ回路３１は、期間ｔ４５−ｔ４６でサンプリングした暗信号と期間ｔ４９−ｔ５０でサンプリングした光信号との差分に応じた信号を出力する。Ａ／Ｄ変換器３２は、この差分に応じた信号をデジタル信号に変換して保持する。各Ａ／Ｄ変換器３２に保持されたデジタルの画像信号は、水平読み出し回路３３によって水平走査され、デジタル信号画像信号として外部（図１中のデジタル信号処理部６）へ出力される。
【０１２１】
そして、前記第３のモードにおいて全行読み出しを行う場合には、Ｎ行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ）の選択期間ｔ４１−ｔ６０の後に、Ｎ＋２行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ＋２）の選択期間、Ｎ＋４行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ＋４）の選択期間、・・・が順次行われる。また、Ｎ行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ）の選択期間ｔ４１−ｔ６０の前には、Ｎ−２行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ−２）の選択期間、Ｎ−４行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ−４）の選択期間、・・・が順次遡って行われてきている。例えば、Ｎ＋２行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ＋２）の選択期間の動作説明は、前述したＮ行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ）の選択期間ｔ４１−ｔ６０の動作説明において、Ｎ−２〜Ｎ＋３をそれぞれＮ〜Ｎ＋５と読み替えられたい。
【０１２２】
このようにして、前記第３のモードにおいて全行読み出しを行う場合には、２行ずつずれた各行を順次選択行としていき、各選択行について、当該選択行の画素ＰＸの信号に相当する信号、及び、当該選択行よりも１行後の画素ＰＸの信号に相当する信号が、それぞれ、光信号と暗信号との差分を示すデジタル画像信号として水平読み出し回路３３から出力される。これにより、全行の画素ＰＸの信号に相当する信号が、１行ずつ、光信号と暗信号との差分を示すデジタル画像信号として水平読み出し回路３３から出力される。
【０１２３】
また、前記第３のモードにおいて間引き読み出しを行う場合には、Ｎ行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ）の選択期間ｔ４１−ｔ６０の後に、Ｎ＋６行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ＋６）の選択期間、Ｎ＋１２行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ＋１２）の選択期間、・・・が順次行われる。また、Ｎ行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ）の選択期間ｔ４１−ｔ６０の前には、Ｎ−６行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ−６）の選択期間、Ｎ−１２行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ−１２）の選択期間、・・・が順次遡って行われてきている。例えば、Ｎ＋６行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ＋６）の選択期間の動作説明は、前述したＮ行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ）の選択期間ｔ４１−ｔ６０の動作説明において、Ｎ−２〜Ｎ＋３をそれぞれＮ＋４〜Ｎ＋９と読み替えられたい。
【０１２４】
このようにして、前記第３のモードにおいて間引き読み出しを行う場合には、６行ずつずれた各行を順次選択行としていき、各選択行について、当該選択行の画素ＰＸの信号に相当する信号、及び、当該選択行よりも１行後の画素ＰＸの信号に相当する信号が、それぞれ、光信号と暗信号との差分を示すデジタル画像信号として水平読み出し回路３３から出力される。これにより、画素ＰＸの信号に相当する信号が、行を間引いて、光信号と暗信号との差分を示すデジタル画像信号として水平読み出し回路３３から出力される。
【０１２５】
本実施の形態では、電子ビューファインダーモード時や動画撮影時などにおいて、現在のＩＳＯ感度の設定値が閾値ＴＨ１より小さい低感度である場合に、前記第３のモードの間引き読み出しが行われる。なお、ＩＳＯ感度の設定値は、モード等に応じて、操作部１４により手動で設定されたものでもよいし、測光情報等に応じて自動的に設定されたものでもよい。また、本実施の形態では、電子ビューファインダーモード時や動画撮影時などにおいて、現在のＩＳＯ感度の設定値が閾値ＴＨ１以上でかつ閾値ＴＨ２（ＴＨ２＞ＴＨ１）より小さい中間感度である場合に、前記第１のモードが行われる。さらに、本実施の形態では、電子ビューファインダーモード時や動画撮影時などにおいて、現在のＩＳＯ感度の設定値が閾値ＴＨ２以上の高感度である場合に、前記第２のモードが行われる。さらにまた、本実施の形態では、通常の本撮影時（静止画撮影時）などにおいて、前記第３のモードの全行読み出しが行われる。これらの点は、後述する第２の実施の形態についても同様である。
【０１２６】
なお、前記第１及び第２のモードにおいて、水平読み出し回路３３から出力されたデジタル信号から最終的な静止画像等を得るには、例えば、図１中のデジタル信号処理部６あるいは画像処理部１３で、垂直方向の重みと同じ重みで水平方向の３画素の重み付け加算処理を行ってもよい。あるいは、固体撮像素子４を水平方向の画素加算し得るように構成しておき、水平方向も重み付け画素加算読み出ししてもよい。この場合、例えば、各列のカラムアンプ３０に垂直信号線２８の信号が直接に入力されないようにし、同色の隣り合う３本の垂直信号線２８の信号を加算し得るように構成し、その加算した信号が各列のカラムアンプ３０に入力されるようにしてもよい。
【０１２７】
本実施の形態では、前述したように、電子ビューファインダーモード時や動画撮影時などにおいて、ＩＳＯ感度が低感度に設定されている場合には、垂直方向の画素加算は行われず、ＩＳＯ感度が中間感度に設定されている場合には、中央の重みの割合が相対的に大きく周辺の重みの割合が相対的に小さい比率１：｛（Ｃａ＋Ｃｂ）／Ｃａ｝：１の重みで垂直方向の画素加算が行われ、ＩＳＯ感度が高感度に設定されている場合には、重み付けなしの垂直方向の画素加算が行われる。したがって、本実施の形態によれば、電子ビューファインダーモード時や動画撮影時などにおいて、本来はトレードオフの関係にあるノイズ低減と解像度低下防止とを両立させることができる。
【０１２８】
すなわち、電子ビューファインダーモード時や動画撮影時などにおいて、ＩＳＯ感度が低感度に設定されている場合には、元々ノイズが少ないため、ノイズ低減を図るべく垂直方向の画素加算を行う必要がない一方で、垂直方向の画素加算を行うと、解像度の低下は免れない。そこで、本実施の形態では、電子ビューファインダーモード時や動画撮影時などにおいて、ＩＳＯ感度が低感度に設定されている場合には、垂直方向の画素加算を行わない。電子ビューファインダーモード時や動画撮影時などにおいて、ＩＳＯ感度が中間感度に設定されている場合には、ノイズを低減するために垂直方向の画素加算を行うが、ある程度のノイズ低減効果を得ながら解像度の低下を抑えるために、比率１：｛（Ｃａ＋Ｃｂ）／Ｃａ｝：１の重みで垂直方向の画素加算を行う。ＩＳＯ感度が高感度に設定されている場合には、ノイズが多くなり、元々解像感も低下している。そこで、本実施の形態では、電子ビューファインダーモード時や動画撮影時などにおいて、解像度の低下を抑えつつ比較的大きいノイズ低減効果を得るために、重み付けなしで垂直方向の画素加算を行う。
【０１２９】
また、本実施の形態における固体撮像素子４では、前述したように、出力部ＯＵＴは、２個の画素ＰＸからなる各画素グループに対して１対１に設けられ、ｎ行ｍ列の画素ＰＸに対して２対１に設けられている。したがって、本実施の形態によれば、出力部ＯＵＴをｎ行ｍ列の画素ＰＸに対して１対１に設ける場合に比べて、出力部ＯＵＴの占有面積を低減することができるため、フォトダイオードＰＤを開口率を高めて高感度化を図ることができる。本実施の形態と同様に出力部ＯＵＴをｎ行ｍ列の画素ＰＸに対して２対１に設ける場合において、本実施の形態と異なり、各容量形成部ＣＰを１つの容量のみで構成してしまえば、本実施の形態と同様に出力部ＯＵＴの占有面積を低減することができるものの、本実施の形態と異なり複数の行の信号の重み付け加算に相当する画素混合は全く不可能になってしまう。これに対し、本実施の形態によれば、出力部ＯＵＴの占有面積を低減しつつ、複数の行の信号の重み付け加算に相当する画素混合を実現することができるのである。
【０１３０】
なお、本発明では、必ずしも、前記第１乃至第３のモードの全てを行うように構成する必要はなく、例えば、前記第１及び第２のモードを切り替えて行うように構成したり、前記第１及び第３のモードを切り替えて行うように構成してもよい。また、本発明では、各モードの切り替えは、必ずしもＩＳＯ感度の設定値に応じて行う必要はない。これらの点は、後述する第２の実施の形態についても同様である。
【０１３１】
［第２の実施の形態］
図７は、本発明の第２の実施の形態による電子カメラの固体撮像素子４４の概略構成を示す回路図であり、図２に対応している。図８は、図７中の一部を拡大して示す回路図であり、図３に対応している。図７及び図８において、図２及び図３中の要素と同一又は対応する要素には同一符号を付し、その重複する説明は省略する。本実施の形態が前記第１の実施の形態と異なる所は、以下に説明する点である。
【０１３２】
前記第１の実施の形態における固体撮像素子４では、画素ＰＸの列毎に、出力部ＯＵＴがｎ行ｍ列の画素ＰＸに対して２対１に設けられて対応するノードＰに接続されているのに対し、本実施の形態における固体撮像素子４４では、画素ＰＸの列毎に、出力部ＯＵＴがｎ行ｍ列の画素ＰＸに対して１対１に設けられて対応するノードＰに接続されている。これにより、本実施の形態における固体撮像素子４４では、前記第１の実施の形態における固体撮像素子４に対して、Ｎ−１行目、Ｎ＋１行目及びＮ＋３行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ−１），ＯＵＴ（Ｎ＋１），ＯＵＴ（Ｎ＋３）などが追加されている。
【０１３３】
また、本実施の形態における固体撮像素子４４では、連結トランジスタＣＯＮは、ｎ行ｍ列の画素ＰＸの列方向に互いに隣り合う各ノードＰ間をそれぞれ連結又は遮断するように設けられている。これにより、本実施の形態における固体撮像素子４４では、前記第１の実施の形態における固体撮像素子４に対して、連結トランジスタＣＯＮ（Ｎ−２），ＣＯＮ（Ｎ），ＣＯＮ（Ｎ＋２）などが追加されている。
【０１３４】
本実施の形態では、垂直走査回路２１は、図１中の撮像制御部５による制御下で、追加された出力部ＯＵＴに対する制御信号φＳＥＬ，φＲＳＴ及び追加された連結トランジスタＣＯＮに対する制御信号φＣＯＮも含めて、全ての制御信号φＳＥＬ，φＲＳＴ，φＴＸ，φＣＯＮ，φＳＷＡ，φＳＷＢをそれぞれ出力し、前記第１の実施の形態と同様に、前記第１乃至第３のモードの動作を実現する。
【０１３５】
図９は、図７に示す固体撮像素子４４の前記第１のモードの動作を示すタイミングチャートであり、図４に対応している。図９は、期間ｔ６２−ｔ７７においてＮ行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ）が選択され、この期間ｔ６２−ｔ７７において、Ｎ−２行目のフォトダイオードＰＤ（Ｎ−２）からの電荷ＮＰＤ（Ｎ−２）とＮ行目のフォトダイオードＰＤ（Ｎ）からの電荷ＮＰＤ（Ｎ）とＮ＋２行目のフォトダイオードＰＤ（Ｎ＋２）の電荷ＮＰＤ（Ｎ＋２）とを１：｛（Ｃａ＋Ｃｂ）／Ｃａ｝：１の重みで重み付け加算してなる電荷による信号が出力され、期間ｔ７７−ｔ９２においてＮ行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ＋１）が選択され、この期間ｔ７７−ｔ９２において、Ｎ−１行目のフォトダイオードＰＤ（Ｎ−１）からの電荷ＮＰＤ（Ｎ−１）とＮ＋１行目のフォトダイオードＰＤ（Ｎ＋１）からの電荷ＮＰＤ（Ｎ＋１）とＮ＋３行目のフォトダイオードＰＤ（Ｎ＋３）の電荷ＮＰＤ（Ｎ＋３）とを１：｛（Ｃａ＋Ｃｂ）／Ｃａ｝：１の重みで重み付け加算してなる電荷による信号が出力される動作を示している。
【０１３６】
この第１のモードでは、φＣＯＮ（Ｎ−２），φＣＯＮ（Ｎ），φＣＯＮ（Ｎ＋２）などが常にＨにされて、Ｎ−２行目、Ｎ行目、Ｎ＋２行目の連結トランジスタＣＯＮ（Ｎ−２），ＣＯＮ（Ｎ），ＣＯＮ（Ｎ＋２）などの１行置きの連結トランジスタＣＯＮは、常にオンに維持される。
【０１３７】
期間ｔ６２−ｔ７７において、Ｎ行目のφＳＥＬ（Ｎ）がＨにされ、Ｎ行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ）の選択トランジスタＳＥＬ（Ｎ）がオンにされ、Ｎ行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ）が選択される。
【０１３８】
時点ｔ６２の前の時点ｔ６１の前に既に、所定の露光期間において、フォトダイオードＰＤ（Ｎ−２）〜ＰＤ（Ｎ＋３）の露光が終了している。この露光は、電子ビューファインダーモード時や動画撮影時などでは、いわゆるローリング電子シャッタ動作により行われ、通常の本撮影時（静止画撮影時）などでは、全画素を同時にリセットするいわゆるグローバルリセット後にメカニカルシャッタ（図示せず）により行われる。時点ｔ６１の直前には、連結トランジスタＣＯＮ（Ｎ−２），ＣＯＮ（Ｎ），ＣＯＮ（Ｎ＋２）などの１行置きの連結トランジスタＣＯＮを除く全てのトランジスタＳＥＬ，ＲＳＴ，ＴＸ，ＣＯＮ，ＳＷＡ，ＳＷＢはオフしている。
【０１３９】
時点ｔ６１から、期間ｔ６２−ｔ７７中の時点ｔ７６までの期間ｔ６１−ｔ７６において、φＳＷＡ（Ｎ−２），φＳＷＡ（Ｎ），φＳＷＢ（Ｎ），φＳＷＡ（Ｎ＋２）がＨにされて、Ｎ−２行目のスイッチＳＷＡ（Ｎ−２）、Ｎ行目のスイッチＳＷＡ（Ｎ），ＳＷＢ（Ｎ）及びＮ＋２行目のスイッチＳＷＡ（Ｎ＋２）がオンにされる。
【０１４０】
また、時点ｔ６１から、時点ｔ６２の後でかつ時点ｔ７６の前の時点ｔ６５までの期間ｔ６１−ｔ６５において、φＳＷＢ（Ｎ−２），φＳＷＢ（Ｎ＋２）がＨにされて、Ｎ−２行目のスイッチＳＷＢ（Ｎ−２）及びＮ＋２行目のスイッチＳＷＢ（Ｎ＋２）がオンにされる。
【０１４１】
時点ｔ６２の後でかつ時点ｔ６５の前の時点ｔ６３から、時点ｔ６５の後でかつ時点ｔ７６の前の時点ｔ６８までの期間ｔ６３−ｔ６８において、φＣＯＮ（Ｎ−１），φＣＯＮ（Ｎ＋１）がＨにされて連結トランジスタＣＯＮ（Ｎ−１），ＣＯＮ（Ｎ＋１）がオンにされ、Ｎ−２行目乃至Ｎ＋３行目のノードＰ（Ｎ−２）〜Ｐ（Ｎ＋３）が互いに電気的に接続される（連結状態）。
【０１４２】
時点ｔ６３の後でかつ時点ｔ６５の前の時点ｔ６４から、時点ｔ６５までの期間ｔ６４−ｔ６５において、φＲＳＴ（Ｎ−２）〜φＲＳＴ（Ｎ＋３）がＨにされてＮ−２行目乃至Ｎ＋３行目のリセットトランジスタＲＳＴ（Ｎ−２）〜ＲＳＴ（Ｎ＋３）がオンにされ、連結されている６行のノードＰ（Ｎ−２）〜Ｐ（Ｎ＋３）の電位が電源電位ＶＰＩＸにリセットされる。
【０１４３】
期間ｔ６５−ｔ６８において、φＳＷＢ（Ｎ−２），φＳＷＢ（Ｎ＋２）がＬにされて、Ｎ−２行目のスイッチＳＷＢ（Ｎ−２）及びＮ＋２行目のスイッチＳＷＢ（Ｎ＋２）がオフにされる。
【０１４４】
期間ｔ６５−ｔ６８中の期間ｔ６６−ｔ６７において、暗信号サンプリング信号φＤＡＲＫＣがＨにされて、前記連結状態においてノードＰ（Ｎ−２）〜Ｐ（Ｎ＋３）に現れる電位がＮ行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ）の増幅トランジスタＡＭＰ（Ｎ）で増幅された後に選択トランジスタＳＥＬ（Ｎ）及び垂直信号線２８を経由し更にカラムアンプ３０で増幅された信号が、暗信号として、ＣＤＳ回路３１によりサンプリングされる。
【０１４５】
時点ｔ６８から、時点ｔ６８の後でかつ時点ｔ７６の前の時点ｔ７２までの期間ｔ６８−ｔ７２において、φＣＯＮ（Ｎ−１），φＣＯＮ（Ｎ＋１）がＬにされて連結トランジスタＣＯＮ（Ｎ−１），ＣＯＮ（Ｎ＋１）がオフにされ、Ｎ−２行目及びＮ−１行目のノードＰ（Ｎ−２），Ｐ（Ｎ−１）が互いに電気的に接続されたままこれらのノードＰ（Ｎ−２），Ｐ（Ｎ−１）が他のノードＰから電気的に分離され、Ｎ行目及びＮ＋１行目のノードＰ（Ｎ），Ｐ（Ｎ＋１）が互いに電気的に接続されたままこれらのノードＰ（Ｎ），Ｐ（Ｎ＋１）が他のノードＰから電気的に分離され、Ｎ＋２行目及びＮ＋３行目のノードＰ（Ｎ＋２），Ｐ（Ｎ＋３）が互いに電気的に接続されたままこれらのノードＰ（Ｎ＋２），Ｐ（Ｎ＋３）が他のノードＰから電気的に分離される（分離状態）。
【０１４６】
時点ｔ６８から、時点ｔ６８の後でかつ時点ｔ７２の前の時点ｔ７１までの期間ｔ６８−ｔ７１において、φＳＷＢ（Ｎ−２），φＳＷＢ（Ｎ＋２）がＨにされて、Ｎ−２行目のスイッチＳＷＢ（Ｎ−２）及びＮ＋２行目のスイッチＳＷＢ（Ｎ＋２）がオンにされる。時点ｔ７１以降は、φＳＷＢ（Ｎ−２），φＳＷＢ（Ｎ＋２）がＬにされて、Ｎ−２行目のスイッチＳＷＢ（Ｎ−２）及びＮ＋２行目のスイッチＳＷＢ（Ｎ＋２）がオフにされる。
【０１４７】
期間ｔ６８−ｔ７１中の期間ｔ６９−ｔ７０において、φＴＸ（Ｎ−２），φＴＸ（Ｎ），φＴＸ（Ｎ＋２）がＨにされてＮ−２行目、Ｎ行目及びＮ＋２行目の転送トランジスタＴＸ（Ｎ−２），ＴＸ（Ｎ），ＴＸ（Ｎ＋２）がオンにされる。これにより、Ｎ−２行目のフォトダイオードＰＤ（Ｎ−２）に蓄積されていた信号電荷ＮＰＤ（Ｎ−２）は、互いに並列接続されているＮ−２行目の容量ＦＤＡ（Ｎ−２），ＦＤＢ（Ｎ−２）に転送される。Ｎ行目のフォトダイオードＰＤ（Ｎ）に蓄積されていた信号電荷ＮＰＤ（Ｎ）は、互いに並列接続されているＮ行目の容量ＦＤＡ（Ｎ），ＦＤＢ（Ｎ）に転送される。Ｎ行＋２目のフォトダイオードＰＤ（Ｎ＋２）に蓄積されていた信号電荷ＮＰＤ（Ｎ＋２）は、互いに並列接続されているＮ＋２行目の容量ＦＤＡ（Ｎ＋２），ＦＤＢ（Ｎ＋２）に転送される。
【０１４８】
この状態では、Ｎ−２行目の容量ＦＤＡ（Ｎ−２）には｛Ｃａ／（Ｃａ＋Ｃｂ）｝・ＮＰＤ（Ｎ−２）の電荷が保持され、Ｎ−２行目の容量ＦＤＢ（Ｎ−２）には｛Ｃｂ／（Ｃａ＋Ｃｂ）｝・ＮＰＤ（Ｎ−２）の電荷が保持される。Ｎ行目の容量ＦＤＡ（Ｎ）には｛Ｃａ／（Ｃａ＋Ｃｂ）｝・ＮＰＤ（Ｎ）の電荷が保持され、Ｎ行目の容量ＦＤＢ（Ｎ）には｛Ｃｂ／（Ｃａ＋Ｃｂ）｝・ＮＰＤ（Ｎ）の電荷が保持される。Ｎ＋２行目の容量ＦＤＡ（Ｎ＋２）には｛Ｃａ／（Ｃａ＋Ｃｂ）｝・ＮＰＤ（Ｎ＋２）の電荷が保持され、Ｎ＋２行目の容量ＦＤＢ（Ｎ＋２）には｛Ｃｂ／（Ｃａ＋Ｃｂ）｝・ＮＰＤ（Ｎ＋２）の電荷が保持される。
【０１４９】
時点ｔ７２から、時点ｔ７２の後でかつ時点ｔ７６の前の時点ｔ７５までの期間ｔ７２−ｔ７５において、φＣＯＮ（Ｎ−１），φＣＯＮ（Ｎ＋１）がＨにされて連結トランジスタＣＯＮ（Ｎ−１），ＣＯＮ（Ｎ＋１）がオンにされ、Ｎ−２行目乃至Ｎ＋３行目のノードＰ（Ｎ−２）〜Ｐ（Ｎ＋３）が互いに電気的に接続される（連結状態）。
【０１５０】
この期間ｔ７２−ｔ７５では、φＳＷＡ（Ｎ−２），φＳＷＡ（Ｎ），φＳＷＢ（Ｎ），φＳＷＢ（Ｎ＋２）がＨである一方で、φＳＷＢ（Ｎ−２），φＳＷＢ（Ｎ＋２）がＬであるので、Ｎ−２行目の容量ＦＤＡ（Ｎ−２）、Ｎ行目の容量ＦＤＡ（Ｎ），ＦＤＢ（Ｎ）及びＮ＋２行目の容量ＦＤＡ（Ｎ＋２）が並列接続され、この並列接続された容量ＦＤＡ（Ｎ−２），ＦＤＡ（Ｎ），ＦＤＢ（Ｎ），ＦＤＡ（Ｎ＋２）には、全体として、［｛Ｃａ／（Ｃａ＋Ｃｂ）｝・ＮＰＤ（Ｎ−２）＋ＮＰＤ（Ｎ）＋｛Ｃａ／（Ｃａ＋Ｃｂ）｝・ＮＰＤ（Ｎ＋２）］の電荷が保持されている。この並列接続された容量ＦＤＡ（Ｎ−２），ＦＤＡ（Ｎ），ＦＤＢ（Ｎ），ＦＤＡ（Ｎ＋２）の合成容量値は、３Ｃａ＋Ｃｂとなる。
【０１５１】
したがって、この状態において、電気的に接続されているＮ−２行目乃至Ｎ＋３行目のノードＰ（Ｎ−２）〜Ｐ（Ｎ＋３）の信号電位は、［｛Ｃａ／（Ｃａ＋Ｃｂ）｝・ＮＰＤ（Ｎ−２）＋ＮＰＤ（Ｎ）＋｛Ｃａ／（Ｃａ＋Ｃｂ）｝・ＮＰＤ（Ｎ＋２）］／（３Ｃａ＋Ｃｂ）となる。
【０１５２】
期間ｔ７２−ｔ７５中の期間ｔ７３−ｔ７４において、光信号サンプリング信号φＳＩＧＣがＨにされて、前記連結状態においてノードＰ（Ｎ−２）〜Ｐ（Ｎ＋３）に現れる信号電位［｛Ｃａ／（Ｃａ＋Ｃｂ）｝・ＮＰＤ（Ｎ−２）＋ＮＰＤ（Ｎ）＋｛Ｃａ／（Ｃａ＋Ｃｂ）｝・ＮＰＤ（Ｎ＋２）］／（３Ｃａ＋Ｃｂ）がＮ行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ）の増幅トランジスタＡＭＰ（Ｎ）で増幅された後に選択トランジスタＳＥＬ（Ｎ）及び垂直信号線２８を経由し更にカラムアンプ３０で増幅された信号が、光信号として、ＣＤＳ回路３１によりサンプリングされる。したがって、この光信号は、Ｎ−２行目のフォトダイオードＰＤ（Ｎ−２）からの電荷ＮＰＤ（Ｎ−２）とＮ行目のフォトダイオードＰＤ（Ｎ）からの電荷ＮＰＤ（Ｎ）とＮ＋２行目のフォトダイオードＰＤ（Ｎ＋２）の電荷ＮＰＤ（Ｎ＋２）とを１：｛（Ｃａ＋Ｃｂ）／Ｃａ｝：１の重みで重み付け加算してなる電荷による信号となる。
【０１５３】
期間ｔ７３−ｔ７４の後に、ＣＤＳ回路３１は、期間ｔ６６−ｔ６７でサンプリングした暗信号と期間ｔ７３−ｔ７４でサンプリングした光信号との差分に応じた信号を出力する。Ａ／Ｄ変換器３２は、この差分に応じた信号をデジタル信号に変換して保持する。各Ａ／Ｄ変換器３２に保持されたデジタルの画像信号は、水平読み出し回路３３によって水平走査され、デジタル信号画像信号として外部（図１中のデジタル信号処理部６）へ出力される。
【０１５４】
その後、時点ｔ７７において、Ｎ行目のφＳＥＬ（Ｎ）がＬにされて、Ｎ行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ）の選択トランジスタＳＥＬ（Ｎ）がオフにされ、Ｎ行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ）の選択が終了する。
【０１５５】
そして、期間ｔ７７−ｔ９２において、Ｎ＋１行目のφＳＥＬ（Ｎ＋１）がＨにされ、Ｎ＋１行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ＋１）の選択トランジスタＳＥＬ（Ｎ＋１）がオンにされ、Ｎ行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ＋１）が選択される。
【０１５６】
時点ｔ７７の後の時点ｔ７８から、時点ｔ９２の後の時点ｔ９３までの期間ｔ７８−ｔ９３において、φＳＷＡ（Ｎ−１），φＳＷＡ（Ｎ＋１），φＳＷＢ（Ｎ＋１），φＳＷＡ（Ｎ＋３）がＨにされて、Ｎ−１行目のスイッチＳＷＡ（Ｎ−１）、Ｎ＋１行目のスイッチＳＷＡ（Ｎ＋１），ＳＷＢ（Ｎ＋１）及びＮ＋３行目のスイッチＳＷＡ（Ｎ＋３）がオンにされる。
【０１５７】
また、時点ｔ７７から、時点ｔ７７の後でかつ時点ｔ９２の前の時点ｔ８１までの期間ｔ７７−ｔ８１において、φＳＷＢ（Ｎ−１），φＳＷＢ（Ｎ＋３）がＨにされて、Ｎ−１行目のスイッチＳＷＢ（Ｎ−１）及びＮ＋３行目のスイッチＳＷＢ（Ｎ＋３）がオンにされる。
【０１５８】
時点ｔ７８の後でかつ時点ｔ８１の前の時点ｔ７９から、時点ｔ８１の後でかつ時点ｔ９２の前の時点ｔ８４までの期間ｔ７９−ｔ８４において、φＣＯＮ（Ｎ−１），φＣＯＮ（Ｎ＋１）がＨにされて連結トランジスタＣＯＮ（Ｎ−１），ＣＯＮ（Ｎ＋１）がオンにされ、Ｎ−２行目乃至Ｎ＋３行目のノードＰ（Ｎ−２）〜Ｐ（Ｎ＋３）が互いに電気的に接続される（連結状態）。
【０１５９】
時点ｔ７９の後でかつ時点ｔ８１の前の時点ｔ８０から、時点ｔ８１までの期間ｔ８０−ｔ８１において、φＲＳＴ（Ｎ−２）〜φＲＳＴ（Ｎ＋３）がＨにされてＮ−２行目乃至Ｎ＋３行目のリセットトランジスタＲＳＴ（Ｎ−２）〜ＲＳＴ（Ｎ＋３）がオンにされ、連結されている６行のノードＰ（Ｎ−２）〜Ｐ（Ｎ＋３）の電位が電源電位ＶＰＩＸにリセットされる。
【０１６０】
期間ｔ８１−ｔ８４において、φＳＷＢ（Ｎ−１），φＳＷＢ（Ｎ＋３）がＬにされて、Ｎ−１行目のスイッチＳＷＢ（Ｎ−１）及びＮ＋３行目のスイッチＳＷＢ（Ｎ＋３）がオフにされる。
【０１６１】
時点ｔ８１−ｔ８４中の期間ｔ８２−ｔ８３において、暗信号サンプリング信号φＤＡＲＫＣがＨにされて、前記連結状態においてノードＰ（Ｎ−２）〜Ｐ（Ｎ＋３）に現れる電位がＮ＋１行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ＋１）の増幅トランジスタＡＭＰ（Ｎ＋１）で増幅された後に選択トランジスタＳＥＬ（Ｎ＋１）及び垂直信号線２８を経由し更にカラムアンプ３０で増幅された信号が、暗信号として、ＣＤＳ回路３１によりサンプリングされる。
【０１６２】
時点ｔ８４から、時点ｔ８４の後でかつ時点ｔ９２の前の時点ｔ８８までの期間ｔ８４−ｔ８８において、φＣＯＮ（Ｎ−１），φＣＯＮ（Ｎ＋１）がＬにされて連結トランジスタＣＯＮ（Ｎ−１），ＣＯＮ（Ｎ＋１）がオフにされ、Ｎ−２行目及びＮ−１行目のノードＰ（Ｎ−２），Ｐ（Ｎ−１）が互いに電気的に接続されたままこれらのノードＰ（Ｎ−２），Ｐ（Ｎ−１）が他のノードＰから電気的に分離され、Ｎ行目及びＮ＋１行目のノードＰ（Ｎ），Ｐ（Ｎ＋１）が互いに電気的に接続されたままこれらのノードＰ（Ｎ），Ｐ（Ｎ＋１）が他のノードＰから電気的に分離され、Ｎ＋２行目及びＮ＋３行目のノードＰ（Ｎ＋２），Ｐ（Ｎ＋３）が互いに電気的に接続されたままこれらのノードＰ（Ｎ＋２），Ｐ（Ｎ＋３）が他のノードＰから電気的に分離される（分離状態）。
【０１６３】
時点ｔ８４から、時点ｔ８４の後でかつ時点ｔ８８の前の時点ｔ８７までの期間ｔ８４−ｔ８７において、φＳＷＢ（Ｎ−１），φＳＷＢ（Ｎ＋３）がＨにされて、Ｎ−１行目のスイッチＳＷＢ（Ｎ−１）及びＮ＋３行目のスイッチＳＷＢ（Ｎ＋３）がオンにされる。時点ｔ８７以降は、φＳＷＢ（Ｎ−１），φＳＷＢ（Ｎ＋３）がＬにされて、Ｎ−１行目のスイッチＳＷＢ（Ｎ−１）及びＮ＋３行目のスイッチＳＷＢ（Ｎ＋３）がオフにされる。
【０１６４】
期間ｔ８４−ｔ８７中の期間ｔ８５−ｔ８６において、φＴＸ（Ｎ−１），φＴＸ（Ｎ＋１），φＴＸ（Ｎ＋３）がＨにされてＮ−１行目、Ｎ＋１行目及びＮ＋３行目の転送トランジスタＴＸ（Ｎ−１），ＴＸ（Ｎ＋１），ＴＸ（Ｎ＋３）がオンにされる。これにより、Ｎ−１行目のフォトダイオードＰＤ（Ｎ−１）に蓄積されていた信号電荷ＮＰＤ（Ｎ−１）は、互いに並列接続されているＮ−１行目の容量ＦＤＡ（Ｎ−１），ＦＤＢ（Ｎ−１）に転送される。Ｎ＋１行目のフォトダイオードＰＤ（Ｎ＋１）に蓄積されていた信号電荷ＮＰＤ（Ｎ＋１）は、互いに並列接続されているＮ＋１行目の容量ＦＤＡ（Ｎ＋１），ＦＤＢ（Ｎ＋１）に転送される。Ｎ行＋３目のフォトダイオードＰＤ（Ｎ＋３）に蓄積されていた信号電荷ＮＰＤ（Ｎ＋３）は、互いに並列接続されているＮ＋３行目の容量ＦＤＡ（Ｎ＋３），ＦＤＢ（Ｎ＋３）に転送される。
【０１６５】
この状態では、Ｎ−１行目の容量ＦＤＡ（Ｎ−１）には｛Ｃａ／（Ｃａ＋Ｃｂ）｝・ＮＰＤ（Ｎ−１）の電荷が保持され、Ｎ−１行目の容量ＦＤＢ（Ｎ−１）には｛Ｃｂ／（Ｃａ＋Ｃｂ）｝・ＮＰＤ（Ｎ−１）の電荷が保持される。Ｎ＋１行目の容量ＦＤＡ（Ｎ＋１）には｛Ｃａ／（Ｃａ＋Ｃｂ）｝・ＮＰＤ（Ｎ＋１）の電荷が保持され、Ｎ＋１行目の容量ＦＤＢ（Ｎ＋１）には｛Ｃｂ／（Ｃａ＋Ｃｂ）｝・ＮＰＤ（Ｎ＋１）の電荷が保持される。Ｎ＋３行目の容量ＦＤＡ（Ｎ＋３）には｛Ｃａ／（Ｃａ＋Ｃｂ）｝・ＮＰＤ（Ｎ＋３）の電荷が保持され、Ｎ＋３行目の容量ＦＤＢ（Ｎ＋３）には｛Ｃｂ／（Ｃａ＋Ｃｂ）｝・ＮＰＤ（Ｎ＋３）の電荷が保持される。
【０１６６】
時点ｔ８８から、時点ｔ８８の後でかつ時点ｔ９２の前の時点ｔ３０までの期間ｔ２７−ｔ３０において、φＣＯＮ（Ｎ−１），φＣＯＮ（Ｎ＋１）がＨにされて連結トランジスタＣＯＮ（Ｎ−１），ＣＯＮ（Ｎ＋１）がオンにされ、Ｎ−２行目乃至Ｎ＋３行目のノードＰ（Ｎ−２）〜Ｐ（Ｎ＋３）が互いに電気的に接続される（連結状態）。
【０１６７】
この状態において、電気的に接続されているＮ−２行目乃至Ｎ＋３行目のノードＰ（Ｎ−２）〜Ｐ（Ｎ＋３）の信号電位は、［｛Ｃａ／（Ｃａ＋Ｃｂ）｝・ＮＰＤ（Ｎ−１）＋ＮＰＤ（Ｎ＋１）＋｛Ｃａ／（Ｃａ＋Ｃｂ）｝・ＮＰＤ（Ｎ＋３）］／（３Ｃａ＋Ｃｂ）となる。
【０１６８】
期間ｔ８８−ｔ９１中の期間ｔ８９−ｔ９０において、光信号サンプリング信号φＳＩＧＣがＨにされて、前記連結状態においてノードＰ（Ｎ−２）〜Ｐ（Ｎ＋３）に現れる信号電位［｛Ｃａ／（Ｃａ＋Ｃｂ）｝・ＮＰＤ（Ｎ−１）＋ＮＰＤ（Ｎ＋１）＋｛Ｃａ／（Ｃａ＋Ｃｂ）｝・ＮＰＤ（Ｎ＋３）］／（３Ｃａ＋Ｃｂ）がＮ＋１行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ＋１）の増幅トランジスタＡＭＰ（Ｎ＋１）で増幅された後に選択トランジスタＳＥＬ（Ｎ＋１）及び垂直信号線２８を経由し更にカラムアンプ３０で増幅された信号が、光信号として、ＣＤＳ回路３１によりサンプリングされる。したがって、この光信号は、Ｎ−１行目のフォトダイオードＰＤ（Ｎ−２）からの電荷ＮＰＤ（Ｎ−１）とＮ＋１行目のフォトダイオードＰＤ（Ｎ＋１）からの電荷ＮＰＤ（Ｎ＋１）とＮ＋３行目のフォトダイオードＰＤ（Ｎ＋３）の電荷ＮＰＤ（Ｎ＋３）とを１：｛（Ｃａ＋Ｃｂ）／Ｃａ｝：１の重みで重み付け加算してなる電荷による信号となる。
【０１６９】
期間ｔ８９−ｔ９０の後に、ＣＤＳ回路３１は、期間ｔ８２−ｔ８３でサンプリングした暗信号と期間ｔ８９−ｔ９０でサンプリングした光信号との差分に応じた信号を出力する。Ａ／Ｄ変換器３２は、この差分に応じた信号をデジタル信号に変換して保持する。各Ａ／Ｄ変換器３２に保持されたデジタルの画像信号は、水平読み出し回路３３によって水平走査され、デジタル信号画像信号として外部（図１中のデジタル信号処理部６）へ出力される。
【０１７０】
そして、時点ｔ９２において、Ｎ＋１行目のφＳＥＬ（Ｎ＋１）がＬにされて、Ｎ＋１行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ）の選択トランジスタＳＥＬ（Ｎ）がオフにされ、Ｎ＋１行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ＋１）の選択が終了する。その後、時点ｔ９３において、φＳＷＡ（Ｎ−１），φＳＷＡ（Ｎ＋１），φＳＷＢ（Ｎ＋１），φＳＷＡ（Ｎ＋３）がＬにされて、Ｎ−１行目のスイッチＳＷＡ（Ｎ−１）、Ｎ＋１行目のスイッチＳＷＡ（Ｎ＋１），ＳＷＢ（Ｎ＋１）及びＮ＋３行目のスイッチＳＷＡ（Ｎ＋３）がオフにされる。
【０１７１】
Ｎ行目及びＮ＋１行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ），出力部ＯＵＴ（Ｎ＋１）の選択期間ｔ７７−ｔ９２を含む期間ｔ６１−ｔ９３の後に、Ｎ＋６行目及びＮ＋７行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ＋６），ＯＵＴ（Ｎ＋７）の選択期間を含む期間、Ｎ＋１２行目及びＮ＋１３行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ＋１２），ＯＵＴ（Ｎ＋１３）の選択期間を含む期間、・・・が順次行われる。また、Ｎ行目及びＮ＋１行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ），出力部ＯＵＴ（Ｎ＋１）の選択期間ｔ７７−ｔ９２を含む期間ｔ６１−ｔ９３の前には、Ｎ−６行目及びＮ−５行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ−６），ＯＵＴ（Ｎ−５）の選択期間を含む期間、Ｎ−１２行目及びＮ−１１の出力部ＯＵＴ（Ｎ−１２），ＯＵＴ（Ｎ−１１）の選択期間を含む期間、・・・が順次遡って行われてきている。例えば、Ｎ＋６行目及びＮ＋７行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ＋６）の選択期間を含む期間の動作説明は、前述したＮ行目及びＮ＋１行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ），出力部ＯＵＴ（Ｎ＋１）の選択期間ｔ７７−ｔ９２を含む期間ｔ６１−ｔ９３の動作説明において、Ｎ−２〜Ｎ＋３をそれぞれＮ＋４〜Ｎ＋９と読み替えられたい。
【０１７２】
このようにして、前記第１のモードでは、６行ずつずれた各行を順次着目行とし当該着目行及び当該着目行よりも１行後の行を選択行としていき、各選択行について、当該選択行よりも２行前の画素ＰＸの信号と当該選択行の画素ＰＸの信号と当該選択行よりも２行後の画素ＰＸの信号が１：｛（Ｃａ＋Ｃｂ）／Ｃａ｝：１の重みで加算された信号に相当する信号が、それぞれ、光信号と暗信号との差分を示すデジタル画像信号として水平読み出し回路３３から出力される。
【０１７３】
このように、前記第１のモードでは、素子内部において複数の行の信号の重み付け加算に相当する画素混合を行うことができる。
【０１７４】
図１０は、図７に示す固体撮像素子４４の前記第２のモードの動作を示すタイミングチャートである。図１０は、期間ｔ１０１−ｔ１１１においてＮ行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ）が選択され、この期間ｔ１０１−ｔ１１１において、Ｎ−２行目のフォトダイオードＰＤ（Ｎ−２）からの電荷ＮＰＤ（Ｎ−２）とＮ行目のフォトダイオードＰＤ（Ｎ）からの電荷ＮＰＤ（Ｎ）とＮ＋２行目のフォトダイオードＰＤ（Ｎ＋２）の電荷ＮＰＤ（Ｎ＋２）とを重み付けなしに加算してなる電荷による信号が出力され、期間ｔ１１１−ｔ１２１においてＮ＋１行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ＋１）が選択され、この期間ｔ１１１−ｔ１２１において、Ｎ−１行目のフォトダイオードＰＤ（Ｎ−１）からの電荷ＮＰＤ（Ｎ−１）とＮ＋１行目のフォトダイオードＰＤ（Ｎ＋１）からの電荷ＮＰＤ（Ｎ＋１）とＮ＋３行目のフォトダイオードＰＤ（Ｎ＋３）の電荷ＮＰＤ（Ｎ＋３）とを重み付けなしに加算してなる電荷による信号が出力される動作を示している。
【０１７５】
この第２のモードでは、φＣＯＮ（Ｎ−２），φＣＯＮ（Ｎ），φＣＯＮ（Ｎ＋２）などが常にＨにされて、Ｎ−２行目、Ｎ行目、Ｎ＋２行目の連結トランジスタＣＯＮ（Ｎ−２），ＣＯＮ（Ｎ），ＣＯＮ（Ｎ＋２）などの１行置きの連結トランジスタＣＯＮは、常にオンに維持される。
【０１７６】
また、この第２のモードでは、各行のφＳＷＡ，φＳＷＢは常にＨにされて、各行のスイッチＳＷＡ，ＳＷＢは常にオンに維持される。その代わりに、各行のφＳＷＡ，φＳＷＢの一方を常にＨにするとともに他方を常にＬにして、各行のスイッチＳＷＡ，ＳＷＢの一方を常にオンに維持するとともに他方を常にオフに維持してもよい。
【０１７７】
期間ｔ１０１−ｔ１１１において、Ｎ行目のφＳＥＬ（Ｎ）がＨにされ、Ｎ行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ）の選択トランジスタＳＥＬ（Ｎ）がオンにされ、Ｎ行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ）が選択される。
【０１７８】
時点ｔ１０１の前に既に、所定の露光期間において、フォトダイオードＰＤ（Ｎ−２）〜ＰＤ（Ｎ＋３）の露光が終了している。この露光は、電子ビューファインダーモード時や動画撮影時などでは、いわゆるローリング電子シャッタ動作により行われ、通常の本撮影時（静止画撮影時）などでは、全画素を同時にリセットするいわゆるグローバルリセット後にメカニカルシャッタ（図示せず）により行われる。時点ｔ１０１の直前には、連結トランジスタＣＯＮ（Ｎ−２），ＣＯＮ（Ｎ），ＣＯＮ（Ｎ＋２）などの１行置きの連結トランジスタＣＯＮ及び各行のスイッチＳＷＡ，ＳＷＢを除く他の全てのトランジスタＳＥＬ，ＲＳＴ，ＴＸ，ＣＯＮはオフしている。
【０１７９】
時点ｔ１０１後の時点ｔ１０２で開始する期間ｔ１０２−ｔ１２１において、φＣＯＮ（Ｎ−１），φＣＯＮ（Ｎ＋１）がＨにされて連結トランジスタＣＯＮ（Ｎ−１），ＣＯＮ（Ｎ＋１）がオンにされ、Ｎ−２行目乃至Ｎ＋３行目の６行のノードＰ（Ｎ−２）〜Ｐ（Ｎ＋３）が互いに電気的に接続されて連結される（連結状態）。この状態では、Ｎ−２行目乃至Ｎ＋３行目の容量ＦＤＡ（Ｎ−２）〜ＦＤＡ（Ｎ＋３）及びＮ−２行目乃至Ｎ＋３行目の容量ＦＤＢ（Ｎ−２）〜ＦＤＢ（Ｎ＋３）が互いに並列接続される。
【０１８０】
期間ｔ１０２−ｔ１２１中の期間ｔ１０３−ｔ１０４において、φＲＳＴ（Ｎ−２）〜φＲＳＴ（Ｎ＋３）がＨにされてＮ−２行目乃至Ｎ＋３行目のリセットトランジスタＲＳＴ（Ｎ−２）〜ＲＳＴ（Ｎ＋３）がオンにされ、連結されている６行のノードＰ（Ｎ−２）〜Ｐ（Ｎ＋３）の電位が電源電位ＶＰＩＸにリセットされる。
【０１８１】
次に、期間ｔ１０５−ｔ１０６において、暗信号サンプリング信号φＤＡＲＫＣがＨにされて、前記連結状態においてノードＰ（Ｎ−２）〜Ｐ（Ｎ＋３）に現れる電位がＮ行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ）の増幅トランジスタＡＭＰ（Ｎ）で増幅された後に選択トランジスタＳＥＬ（Ｎ）及び垂直信号線２８を経由し更にカラムアンプ３０で増幅された信号が、暗信号として、ＣＤＳ回路３１によりサンプリングされる。
【０１８２】
次いで、期間ｔ１０７−ｔ１０８において、φＴＸ（Ｎ−２），φＴＸ（Ｎ），φＴＸ（Ｎ＋２）がＨにされてＮ−２行目、Ｎ行目及びＮ＋２行目の転送トランジスタＴＸ（Ｎ−２），ＴＸ（Ｎ），ＴＸ（Ｎ＋２）がオンにされる。これにより、Ｎ−２行目のフォトダイオードＰＤ（Ｎ−２）に蓄積されていた信号電荷ＮＰＤ（Ｎ−２）、Ｎ行目のフォトダイオードＰＤ（Ｎ）に蓄積されていた信号電荷ＮＰＤ（Ｎ）、Ｎ＋２行目のフォトダイオードＰＤ（Ｎ＋２）に蓄積されていた信号電荷ＮＰＤ（Ｎ＋２）が、互いに並列接続されているＮ−２行目乃至Ｎ＋３行目の容量ＦＤＡ（Ｎ−２）〜ＦＤＡ（Ｎ＋３）及びＮ−２行目乃至Ｎ＋３行目の容量ＦＤＢ（Ｎ−２）〜ＦＤＢ（Ｎ＋３）に転送される。
【０１８３】
その後、期間ｔ１０９−ｔ１１０において、光信号サンプリング信号φＳＩＧＣがＨにされて、ノードＰ（Ｎ−２）〜Ｐ（Ｎ＋３）に現れている信号電位［ＮＰＤ（Ｎ−２）＋ＮＰＤ（Ｎ）＋ＮＰＤ（Ｎ＋２）］／（６Ｃａ＋６Ｃｂ）がＮ行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ）の増幅トランジスタＡＭＰ（Ｎ）で増幅された後に選択トランジスタＳＥＬ（Ｎ）及び垂直信号線２８を経由し更にカラムアンプ３０で増幅された信号が、光信号として、ＣＤＳ回路３１によりサンプリングされる。したがって、この光信号は、Ｎ−２行目のフォトダイオードＰＤ（Ｎ−２）からの電荷ＮＰＤ（Ｎ−２）とＮ行目のフォトダイオードＰＤ（Ｎ）からの電荷ＮＰＤ（Ｎ）とＮ＋２行目のフォトダイオードＰＤ（Ｎ＋２）の電荷ＮＰＤ（Ｎ＋２）とを重み付けなしで加算してなる電荷による信号となる。
【０１８４】
期間ｔ１０９−ｔ１１０の後に、ＣＤＳ回路３１は、期間ｔ１０５−ｔ１０６でサンプリングした暗信号と期間ｔ１０９−ｔ１１０でサンプリングした光信号との差分に応じた信号を出力する。Ａ／Ｄ変換器３２は、この差分に応じた信号をデジタル信号に変換して保持する。各Ａ／Ｄ変換器３２に保持されたデジタルの画像信号は、水平読み出し回路３３によって水平走査され、デジタル信号画像信号として外部（図１中のデジタル信号処理部６）へ出力される。
【０１８５】
時点ｔ１１０後の時点ｔ１１１において、Ｎ行目のφＳＥＬ（Ｎ）がＬにされて、Ｎ行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ）の選択トランジスタＳＥＬ（Ｎ）がオフにされ、Ｎ行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ）の選択が終了する。
【０１８６】
そして、期間ｔ１１１−ｔ１２１において、Ｎ＋１行目のφＳＥＬ（Ｎ＋１）がＨにされ、Ｎ＋１行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ＋１）の選択トランジスタＳＥＬ（Ｎ＋１）がオンにされ、Ｎ行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ＋１）が選択される。
【０１８７】
期間ｔ１１１−ｔ１２１において、期間ｔ１０１−ｔ１１１の動作と同様の動作が行われる。時点ｔ１１１〜時点１２１は、時点ｔ１０１〜時点ｔ１１１にそれぞれ相当している。ただし、期間ｔ１１７−ｔ１１８においては、φＴＸ（Ｎ−１），φＴＸ（Ｎ＋１），φＴＸ（Ｎ＋３）がＨにされてＮ−１行目、Ｎ＋１行目及びＮ＋３行目の転送トランジスタＴＸ（Ｎ−１），ＴＸ（Ｎ＋１），ＴＸ（Ｎ＋３）がオンにされる。
【０１８８】
したがって、期間ｔ１１９−ｔ１２０でＣＤＳ回路３１によりサンプリングされた光信号は、Ｎ−１行目のフォトダイオードＰＤ（Ｎ−１）からの電荷ＮＰＤ（Ｎ−１）とＮ＋１行目のフォトダイオードＰＤ（Ｎ＋１）からの電荷ＮＰＤ（Ｎ＋１）とＮ＋３行目のフォトダイオードＰＤ（Ｎ＋３）の電荷ＮＰＤ（Ｎ＋３）とを重み付けなしで加算してなる電荷による信号となる。
【０１８９】
期間ｔ１１９−ｔ１２０の後に、ＣＤＳ回路３１は、期間ｔ１１５−ｔ１１６でサンプリングした暗信号と期間ｔ１１９−ｔ１２０でサンプリングした光信号との差分に応じた信号を出力する。Ａ／Ｄ変換器３２は、この差分に応じた信号をデジタル信号に変換して保持する。各Ａ／Ｄ変換器３２に保持されたデジタルの画像信号は、水平読み出し回路３３によって水平走査され、デジタル信号画像信号として外部（図１中のデジタル信号処理部６）へ出力される。
【０１９０】
そして、時点ｔ１２０後の時点ｔ１２１において、Ｎ＋１行目のφＳＥＬ（Ｎ＋１）がＬにされて、Ｎ＋１行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ＋１）の選択トランジスタＳＥＬ（Ｎ＋１）がオフにされ、Ｎ行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ＋１）の選択が終了する。
【０１９１】
Ｎ行目及びＮ＋１行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ），ＯＵＴ（Ｎ＋１）の選択期間ｔ１０１−ｔ１２１の後に、Ｎ＋６行目及びＮ＋７行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ＋６），ＯＵＴ（Ｎ＋７）の選択期間、Ｎ＋１２行目及びＮ＋１３行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ＋１２），ＯＵＴ（Ｎ＋１３）の選択期間、・・・が順次行われる。また、Ｎ行目及びＮ＋１行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ），ＯＵＴ（Ｎ＋１）の選択期間ｔ１０１−ｔ１２１の前には、Ｎ−６行目及びＮ−５行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ−６），ＯＵＴ（Ｎ−５）の選択期間、Ｎ−１２行目及びＮ−１１の出力部ＯＵＴ（Ｎ−１２），ＯＵＴ（Ｎ−１１）の選択期間、・・・が順次遡って行われてきている。例えば、Ｎ＋６行目及びＮ＋７行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ＋６）の選択期間の動作説明は、前述したＮ行目及びＮ＋１行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ），ＯＵＴ（Ｎ＋１）の選択期間ｔ１０１−ｔ１２１の動作説明において、Ｎ−２〜Ｎ＋３をそれぞれＮ＋４〜Ｎ＋９と読み替えられたい。
【０１９２】
このようにして、前記第１のモードでは、６行ずつずれた各行を順次着目行とし当該着目行及び当該着目行よりも１行後の行を選択行としていき、各選択行について、当該選択行よりも２行前の画素ＰＸの信号と当該選択行の画素ＰＸの信号と当該選択行よりも２行後の画素ＰＸの信号が重み付けなしで加算された信号に相当する信号が、それぞれ、光信号と暗信号との差分を示すデジタル画像信号として水平読み出し回路３３から出力される。
【０１９３】
図１１は、図７に示す固体撮像素子４４の前記第３のモードの動作を示すタイミングチャートであり、図１０に対応している。図１１において、図１０中の時点と同一又は対応する時点には同一符号を付し、その重複する説明は省略する。
【０１９４】
図１１は、期間ｔ１０１−ｔ１１２においてＮ行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ）が選択され、この期間ｔ１０１−ｔ１１２において、Ｎ行目のフォトダイオードＰＤ（Ｎ）からの電荷ＮＰＤ（Ｎ）による信号が出力され、期間ｔ１１２−ｔ１２１においてＮ行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ＋１）が選択され、この期間ｔ１１２−ｔ１２１において、Ｎ＋１行目のフォトダイオードＰＤ（Ｎ＋１）からの電荷ＮＰＤ（Ｎ＋１）による信号が出力される動作を示している。
【０１９５】
この第３のモードでは、全てのφＣＯＮが常にＬにされて、全ての連結トランジスタＣＯＮは、常にオフに維持される。
【０１９６】
また、この第３のモードでは、各行のφＳＷＡ，φＳＷＢは常にＨにされて、各行のスイッチＳＷＡ，ＳＷＢは常にオンに維持される。その代わりに、各行のφＳＷＡ，φＳＷＢの一方を常にＨにするとともに他方を常にＬにして、各行のスイッチＳＷＡ，ＳＷＢの一方を常にオンに維持するとともに他方を常にオフに維持してもよい。
【０１９７】
期間ｔ１０１−ｔ１１１において、Ｎ行目のφＳＥＬ（Ｎ）がＨにされ、Ｎ行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ）の選択トランジスタＳＥＬ（Ｎ）がオンにされ、Ｎ行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ）が選択される。
【０１９８】
この第３のモードでは、期間ｔ１０３−ｔ１０４において、φＲＳＴ（Ｎ）がＨにされてＮ行目のリセットトランジスタＲＳＴ（Ｎ）はオンにされるが、φＲＳＴ（Ｎ−２），φＲＳＴ（Ｎ−１）〜φＲＳＴ（Ｎ＋３）はＬのままに維持されてＮ−２行目、Ｎ−１行目、Ｎ＋１行目乃至Ｎ＋３行目のリセットトランジスタＲＳＴ（Ｎ−２），ＲＳＴ（Ｎ−１），ＲＳＴ（Ｎ＋１）〜ＲＳＴ（Ｎ＋３）はオフのままに維持にされる。
【０１９９】
また、期間ｔ１１２−ｔ１１３において、φＲＳＴ（Ｎ＋１）がＨにされてＮ＋１行目のリセットトランジスタＲＳＴ（Ｎ＋１）はオンにされるが、φＲＳＴ（Ｎ−２）〜φＲＳＴ（Ｎ），φＲＳＴ（Ｎ＋２），φＲＳＴ（Ｎ＋３）はＬのままに維持されてＮ−２行目乃至Ｎ行目、Ｎ＋２行目、Ｎ＋３行目のリセットトランジスタＲＳＴ（Ｎ−２）〜ＲＳＴ（Ｎ），ＲＳＴ（Ｎ＋２），ＲＳＴ（Ｎ＋３）はオフのままに維持にされる。
【０２００】
また、期間ｔ１０７−ｔ１０８において、φＴＸ（Ｎ）がＨにされてＮ行目の転送トランジスタＴＸ（Ｎ）がオンにされるが、φＴＸ（Ｎ−２），φＴＸ（Ｎ＋２）はＬのままに維持されてＮ−２行目及びＮ＋２行目の転送トランジスタＴＸ（Ｎ−２），ＴＸ（Ｎ＋２）はオフのままに維持される。
【０２０１】
さらに、期間ｔ１１７−ｔ１１８において、φＴＸ（Ｎ＋１）がＨにされてＮ＋１行目の転送トランジスタＴＸ（Ｎ＋１）がオンにされるが、φＴＸ（Ｎ−１），φＴＸ（Ｎ＋３）はＬのままに維持されてＮ−１行目及びＮ＋３行目の転送トランジスタＴＸ（Ｎ−１），ＴＸ（Ｎ＋３）はオフのままに維持される。
【０２０２】
期間ｔ１０９−ｔ１１０において、光信号サンプリング信号φＳＩＧＣがＨにされて、ノードＰ（Ｎ）に現れている信号電荷ＮＰＤ（Ｎ）による信号電位がＮ行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ）の増幅トランジスタＡＭＰ（Ｎ）で増幅された後に選択トランジスタＳＥＬ（Ｎ）及び垂直信号線２８を経由し更にカラムアンプ３０で増幅された信号が、光信号として、ＣＤＳ回路３１によりサンプリングされる。したがって、この光信号は、Ｎ行目のフォトダイオードＰＤ（Ｎ）からの電荷ＮＰＤ（Ｎ）のみによる信号となる。
【０２０３】
期間ｔ１０９−ｔ１１０の後に、ＣＤＳ回路３１は、期間ｔ１０５−ｔ１０６でサンプリングした暗信号と期間ｔ１０９−ｔ１１０でサンプリングした光信号との差分に応じた信号を出力する。Ａ／Ｄ変換器３２は、この差分に応じた信号をデジタル信号に変換して保持する。各Ａ／Ｄ変換器３２に保持されたデジタルの画像信号は、水平読み出し回路３３によって水平走査され、デジタル信号画像信号として外部（図１中のデジタル信号処理部６）へ出力される。
【０２０４】
また、期間ｔ１１９−ｔ１２０において、光信号サンプリング信号φＳＩＧＣがＨにされて、ノードＰ（Ｎ＋１）に現れている信号電荷ＮＰＤ（Ｎ＋１）による信号電位がＮ＋１行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ＋１）の増幅トランジスタＡＭＰ（Ｎ＋１）で増幅された後に選択トランジスタＳＥＬ（Ｎ＋１）及び垂直信号線２８を経由し更にカラムアンプ３０で増幅された信号が、光信号として、ＣＤＳ回路３１によりサンプリングされる。したがって、この光信号は、Ｎ＋１行目のフォトダイオードＰＤ（Ｎ）からの電荷ＮＰＤ（Ｎ＋１）のみによる信号となる。
【０２０５】
期間ｔ１１９−ｔ１２０の後に、ＣＤＳ回路３１は、期間ｔ１１５−ｔ１１６でサンプリングした暗信号と期間ｔ１１９−ｔ１２０でサンプリングした光信号との差分に応じた信号を出力する。Ａ／Ｄ変換器３２は、この差分に応じた信号をデジタル信号に変換して保持する。各Ａ／Ｄ変換器３２に保持されたデジタルの画像信号は、水平読み出し回路３３によって水平走査され、デジタル信号画像信号として外部（図１中のデジタル信号処理部６）へ出力される。
【０２０６】
そして、前記第３のモードにおいて全行読み出しを行う場合には、Ｎ行目及びＮ＋１行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ），ＯＵＴ（Ｎ＋１）の選択期間ｔ１０１−ｔ１２１の後に、Ｎ＋２行目及びＮ＋３行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ＋２），ＯＵＴ（Ｎ＋３）の選択期間、Ｎ＋４行目及びＮ＋５行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ＋４），ＯＵＴ（Ｎ＋５）の選択期間、・・・が順次行われる。また、Ｎ行目及びＮ＋１行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ），ＯＵＴ（Ｎ＋１）の選択期間ｔ１０１−ｔ１２１の前には、Ｎ−２行目及びＮ−１行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ−２），ＯＵＴ（Ｎ−１）の選択期間、Ｎ−４行目及びＮ−３行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ−４），ＯＵＴ（Ｎ−３）の選択期間、・・・が順次遡って行われてきている。例えば、Ｎ＋２行目及びＮ＋３行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ＋２），ＯＵＴ（Ｎ＋３）の選択期間の動作説明は、前述したＮ行目及びＮ＋１行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ），ＯＵＴ（Ｎ＋１）の選択期間ｔ１０１−ｔ１２１の動作説明において、Ｎ−２〜Ｎ＋３をそれぞれＮ〜Ｎ＋５と読み替えられたい。
【０２０７】
このようにして、前記第３のモードにおいて全行読み出しを行う場合には、２行ずつずれた各行を順次着目行とし当該着目行及び当該着目行よりも１行後の行を選択行としていき、当該選択行の画素ＰＸの信号に相当する信号が、それぞれ、光信号と暗信号との差分を示すデジタル画像信号として水平読み出し回路３３から出力される。これにより、全行の画素ＰＸの信号に相当する信号が、１行ずつ、光信号と暗信号との差分を示すデジタル画像信号として水平読み出し回路３３から出力される。
【０２０８】
また、前記第３のモードにおいて間引き読み出しを行う場合には、Ｎ行目及びＮ＋１行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ），ＯＵＴ（Ｎ＋１）の選択期間ｔ１０１−ｔ１２１の後に、Ｎ＋６行目及びＮ＋７行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ＋６），ＯＵＴ（Ｎ＋７）の選択期間、Ｎ＋１２行目及びＮ＋１３行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ＋１２），ＯＵＴ（Ｎ＋１３）の選択期間、・・・が順次行われる。また、Ｎ行目及びＮ＋１行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ），ＯＵＴ（Ｎ＋１）の選択期間ｔ１０１−ｔ１２１の前には、Ｎ−６行目及びＮ−５行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ−６），ＯＵＴ（Ｎ−５）の選択期間、Ｎ−６行目及びＮ−５行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ−６），ＯＵＴ（Ｎ−５）の選択期間、・・・が順次遡って行われてきている。例えば、Ｎ＋６行目及びＮ＋７行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ＋６），ＯＵＴ（Ｎ＋７）の選択期間の動作説明は、前述したＮ行目及びＮ＋１行目の出力部ＯＵＴ（Ｎ），ＯＵＴ（Ｎ＋１）の選択期間ｔ１０１−ｔ１２１の動作説明において、Ｎ−２〜Ｎ＋３をそれぞれＮ＋４〜Ｎ＋９と読み替えられたい。
【０２０９】
このようにして、前記第３のモードにおいて間引き読み出しを行う場合には、６行ずつずれた各行を順次着目行とし当該着目行及び当該着目行よりも１行後の行を選択行としていき、当該選択行の画素ＰＸの信号に相当する信号が、それぞれ、光信号と暗信号との差分を示すデジタル画像信号として水平読み出し回路３３から出力される。これにより、画素ＰＸの信号に相当する信号が、行を間引いて、光信号と暗信号との差分を示すデジタル画像信号として水平読み出し回路３３から出力される。
【０２１０】
本実施の形態によれば、前記第１の実施の形態に比べて出力部ＯＵＴの数は増えるものの、それ以外については前記第１の実施の形態と同様の利点が得られる。
【０２１１】
以上、本発明の各実施の形態について説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではない。
【０２１２】
例えば、本発明では、重み付け加算における重みは、２段階以上に切り替えられるようにしてもよい。
【０２１３】
また、本発明は、ベイヤー配列以外の２行２列の繰り返し周期を持つ色配列のカラーフィルタ（例えば、マゼンタ、グリーン、シアン及びイエローを用いる補色系カラーフィルタなど）などを有する固体撮像素子や、カラーフィルタを有しないいわゆる白黒の固体撮像素子にも適用することができる。
【０２１４】
さらに、前記各実施形態では、固体撮像素子は各列毎にＡ／Ｄ変換器３２を有しているが、本発明による固体撮像素子は、アナログ信号のまま出力するように構成し、外部でＡＤ変換してもよい。
【符号の説明】
【０２１５】
１  電子カメラ
４  固体撮像素子
２６  垂直信号線
ＰＤ  フォトダイオード
ＰＸ  画素
ＴＸ  転送トランジスタ（転送スイッチ）
Ｐ  ノード
ＣＰ  容量形成部
ＦＤＡ，ＦＤＢ  容量
ＳＷＡ，ＳＷＢ  スイッチ
ＯＵＴ  出力部
ＣＯＮ  連結トランジスタ（連結スイッチ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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