(57)【要約】      （修正有）【課題】画素アレイを構成する各画素列に複数の列読出線が配置された構成において有利なレイアウトを提供する。【解決手段】各画素列に第１列読出線および第２列読出線が設けられ、画素アレイを構成する複数の画素行は、第１グループの画素行と第２グループの画素行とにグループ分けされている。第１グループに属する画素は、当該画素の信号を第１列読出線に出力し、第２グループに属する画素は、当該画素の信号を第２列読出線に出力する。第１グループに属する画素の変換領域と当該画素の信号が出力される第１列読出線との最短距離が当該画素の前記変換領域と第２グループに属する画素の信号が出力される第２列読出線との最短距離以下であり、第２グループに属する画素の変換領域と当該画素の信号が出力される第２列読出線との最短距離が当該画素の変換領域と第１グループに属する画素の信号が出力される第１列読出線との最短距離以下である。【選択図】図２
2011082769.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素行および複数の画素列を構成するように二次元状に複数の画素が配置された画素アレイを有し、各画素列に第１列読出線および第２列読出線が設けられた固体撮像装置であって、
前記画素アレイを構成する前記複数の画素行は、第１グループの画素行と第２グループの画素行とにグループ分けされており、
各画素が、光電変換素子、前記光電変換素子で発生した電荷を電圧に変換する変換領域、前記光電変換素子で発生した電荷を前記変換領域に転送する転送素子、および、前記変換領域で変換された電圧を増幅する増幅素子を含み、
前記第１グループの画素行に属する画素は、当該画素の信号を前記第１列読出線に出力し、前記第２グループの画素行に属する画素は、当該画素の信号を前記第２列読出線に出力し、
前記第１グループの画素行に属する画素の前記変換領域と当該画素の信号が出力される前記第１列読出線との最短距離が当該画素の前記変換領域と前記第２グループの画素行に属する画素の信号が出力される前記第２列読出線との最短距離以下であり、
前記第２グループの画素行に属する画素の前記変換領域と当該画素の信号が出力される前記第２列読出線との最短距離が当該画素の前記変換領域と前記第１グループの画素行に属する画素の信号が出力される前記第１列読出線との最短距離以下である、
ことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
画素列に設けられた前記第１列読出線および前記第２列読出線の間に当該画素列の各画素の前記光電変換素子が配置され、
前記第１グループの画素行に属する画素の前記光電変換素子と当該画素の信号が出力される前記第１列読出線との間に当該画素の前記変換領域が配置され、
前記第２グループの画素行に属する画素の前記光電変換素子と当該画素の信号が出力される前記第２列読出線との間に当該画素の前記変換領域が配置されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項３】
画素列に設けられた前記第１列読出線および前記第２列読出線の間に当該画素列の各画素の前記光電変換素子が配置され、
前記第１グループの画素行に属する画素の前記光電変換素子の中心から見て第１方向に当該画素の前記転送素子が配置され、
前記第２グループの画素行に属する画素の前記光電変換素子の中心から見て前記第１方向に当該画素の前記転送素子が配置されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記第１グループの画素行に属する画素の前記光電変換素子から見て第２方向に当該画素の信号が出力される前記第１列読出線が配置され、
前記第２グループの画素行に属する画素の前記光電変換素子から見て前記第２方向に当該画素の信号が出力される前記第２列読出線が配置され、
前記第１列読出線と前記第２列読出線とがツイスト構造を構成している、
ことを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項５】
複数の画素行および複数の画素列を構成するように二次元状に複数の画素が配置された画素アレイを有し、各画素列に第１列読出線および第２列読出線が設けられた固体撮像装置であって、
前記画素アレイを構成する前記複数の画素行は、第１グループの画素行と第２グループの画素行とにグループ分けされ、前記第１グループは、複数のサブグループにグループ分けされ、前記第２グループは、複数のサブグループにグループ分けされており、
各画素が、光電変換素子および転送素子を含み、
同一の画素列かつ同一のサブグループに属する複数の画素が変換領域および増幅素子を共有し、前記光電変換素子で発生した電荷が前記転送素子によって前記変換領域に転送され、該転送された電荷が前記変換領域で電圧に変換され、その電圧が前記増幅素子によって増幅され、
前記第１グループの画素行に属する画素の信号は、前記第１列読出線に出力され、前記第２グループの画素行に属する画素の信号は、前記第２列読出線に出力され、
前記第１グループのサブグループの前記変換領域と当該サブグループの画素の信号が出力される前記第１列読出線との最短距離が当該サブグループの前記変換領域と前記第２グループの信号が出力される前記第２列読出線との最短距離以下であり、
前記第２グループの各サブグループの前記変換領域と当該サブグループの画素の信号が出力される前記第２列読出線との最短距離が当該サブグループの前記変換領域と前記第１グループの信号が出力される前記第１列読出線との最短距離以下である、
ことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項６】
前記第１グループの画素行は、奇数行の画素行であり、前記第２グループの画素行は、偶数行の画素行である、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項７】
前記画素アレイの領域にＲＧＢの３色のカラーフィルタからなる原色フィルタが設けられていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項８】
前記画素アレイの領域にＹｅ，Ｃｙ，Ｇ，Ｍｇの４色のカラーフィルタからなる補色フィルタが設けられていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の固体撮像装置と、
前記固体撮像装置によって得られた信号を処理する信号処理部と、
を備え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、固体撮像装置およびそれを含む撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルスチルカメラ及びデジタルビデオカメラの小型化、高解像度化が進み、固体撮像装置に搭載されている画素数が増大する傾向にある。画素数が増大すると、単位時間に固体撮像装置から読み出す信号数も増大する。また、複数枚の被写体画像を連続して撮像する高速連写に対する要求も強い。したがって、固体撮像装置からの信号読出速度の高速化が必要となってきている。
【０００３】
特許文献１には、固体撮像装置の高速読み出し技術が開示されている。同文献には、画素アレイの各列が複数本の列読出線を備えていて、画素アレイにおける複数行を同時に活性化することによって複数行の信号を同時に読み出すことができる固体撮像装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３１１８２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１は、画素アレイの各列が複数の列読出線を備えることを開示しているに過ぎず、同文献には、画素の構造を示すレイアウト図は開示されていない。
【０００６】
本発明は、画素アレイを構成する各画素列に複数の列読出線が配置された構成において有利なレイアウト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】
本発明の１つの側面は、複数の画素行および複数の画素列を構成するように二次元状に複数の画素が配置された画素アレイを有し、各画素列に第１列読出線および第２列読出線が設けられた固体撮像装置に関する。前記画素アレイを構成する前記複数の画素行は、第１グループの画素行と第２グループの画素行とにグループ分けされている。各画素は、光電変換素子、前記光電変換素子で発生した電荷を電圧に変換する変換領域、前記光電変換素子で発生した電荷を前記変換領域に転送する転送素子、および、前記変換領域で変換された電圧を増幅する増幅素子を含む。前記第１グループの画素行に属する画素は、当該画素の信号を前記第１列読出線に出力し、前記第２グループの画素行に属する画素は、当該画素の信号を前記第２列読出線に出力する。前記第１グループの画素行に属する画素の前記変換領域と当該画素の信号が出力される前記第１列読出線との最短距離が当該画素の前記変換領域と前記第２グループの画素行に属する画素の信号が出力される前記第２列読出線との最短距離以下であり、前記第２グループの画素行に属する画素の前記変換領域と当該画素の信号が出力される前記第２列読出線との最短距離が当該画素の前記変換領域と前記第１グループの画素行に属する画素の信号が出力される前記第１列読出線との最短距離以下である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、例えば、画素アレイを構成する各画素列に複数の列読出線が配置された構成において有利なレイアウトが提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】画素アレイにおける１つの画素列の一部分の回路構成を例示的に示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態における２つの画素列の平面レイアウト図である。
【図３】本発明の第２実施形態における２つの画素列の平面レイアウト図である。
【図４】本発明の第３実施形態における２つの画素列の平面レイアウト図である。
【図５】本発明の第４実施形態における２つの画素列の平面レイアウト図である。
【図６】本発明の好適な実施形態の固体撮像装置の概略構成を示す図である。
【図７】本発明の好適な実施形態の撮像装置（カメラ）の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明する。
【００１１】
図６は、本発明の好適な実施形態の固体撮像装置ＩＳの概略構成を示す図である。固体撮像装置ＩＳは、ＣＭＯＳイメージセンサのような能動画素型のイメージセンサとして構成される。能動画素型のイメージセンサは、画素が、光電変換素子の他に、該光電変換素子による光電変換によって得られた信号を増幅する増幅素子を含む固体撮像装置である。固体撮像装置ＩＳは、画素アレイＰＡ、垂直選択回路ＶＳ、第１読出回路ＨＲ１、第２読出回路ＨＲ２、第１水平選択回路ＨＳ１、および、第２水平選択回路ＨＳ２を備えている。画素アレイＰＡは、複数の画素行ｐｒおよび複数の画素列ｐｃを構成するように二次元状に配列された複数の画素ｐを含む。各画素ｐは、能動画素として構成され、光電変換素子の他に、該光電変換素子による光電変換によって得られた信号を増幅する増幅素子を含む。図６には、画素アレイＰＡとして、説明のために簡単化された画素アレイが例示されている。画素アレイＰＡにおける各画素列ｐｃには、２つの列読出線、即ち、第１列読出線ｃ１と第２列読出線ｃ２とが設けられている。
【００１２】
画素アレイＰＡを構成する複数の画素行ｐｒは、第１グループの画素行と第２グループの画素行とに分けられている。例えば、第１グループは奇数行（奇数番目の行）であり、第２グループは偶数行（偶数番目の行）でありうる。或いは、第１グループは偶数行であり、第２グループは奇数行でありうる。第１列読出線ｃ１は、偶数行の画素から信号を読み出すための列読出線であり、第２列読出線ｃ２は、奇数行の画素から信号を読み出すための列読出線でありうる。或いは、第１列読出線ｃ１は、奇数行の画素から信号を読み出すための列読出線であり、第２列読出線ｃ２は、偶数行の画素から信号を読み出すための列読出線であってもよい。その他、アプリケーションに応じて、画素アレイＰＡを構成する複数の画素行ｐｒのうちの任意の半分を第１グループとして、他の半分を第２グループとすることができる。
【００１３】
垂直走査回路ＶＳは、画素アレイＰＡにおける第１グループに属する１つの画素行と、第２グループに属する１つの行とを同時に選択する。第１読出回路ＨＲ１は、画素アレイＰＡ内の同時に選択された２つの画素行のうちの一方の画素行に属する画素から第１列読出線ｃ１を介して信号を読み出して第１出力端子ＯＵＴ１に出力する。第２読出回路ＨＲ２は、画素アレイＰＡ内の同時に選択された２つの画素行ｐｒのうちの他方の画素行に属する画素から第２列読出線ｃ２を介して信号を読み出して第２出力端子ＯＵＴ２に出力する。第１読出回路ＨＲ１および第２読出回路ＨＲ２は、それらによって画素アレイＰＡが挟まれるように配置されることが好ましい。第１水平選択回路ＨＳ１は、画素アレイＰＡにおける読出し対象の画素列ｐｃを選択する。第２水平選択回路ＨＳ２は、画素アレイＰＡにおける読出し対象の画素列ｐｃを選択する。
【００１４】
図１は、画素アレイＰＡにおける１つの画素列ｐｃの一部分の回路構成を例示的に示す図である。図１に示された例では、１つの画素列ｐｃが４つの画素ｐを含むが、これは説明のために簡単化された構成であり、実際には、１つの画素列ｐｃは、より多数の画素で構成されうる。以下では、第１列読出線ｃ１が偶数行の画素から信号を読み出すための列読出線１０６＿ｅｖｅｎであり、第２列読出線ｃ２が奇数行の画素から信号を読み出すための列読出線１０６＿ｏｄｄであるものとして説明する。しかし、第１列読出線ｃ１が奇数行の画素から信号を読み出すための列読出線１０６＿ｏｄｄであり、第２列読出線ｃ２偶数行の画素から信号を読み出すための列読出線１０６＿ｅｖｅｎであってもよい。
【００１５】
図１に示す例では、各画素ｐは、フォトダイオード１００と、フローティングディフュージョン（以下、ＦＤ）１０４と、増幅トランジスタ１０３と、リセットトランジスタ１０２と、行選択トランジスタ１０５と、転送トランジスタ１０１とを含む。しかしながら、画素ｐの構成は、図１に示す例に限定されるものではなく、例えば、ＦＤの電圧を制御することによって行を選択する構成においては、行選択トランジスタ１０５は不要である。
【００１６】
フォトダイオード１００（１００＿ａ、１００＿ｂ・・・）は、光電変換素子の一例である。ＦＤ１０４（１０４＿ａ、１０４＿ｂ・・・）は、フォトダイオード１００から出力される電荷を保持して電圧に変換する変換領域（容量素子）の一例である。増幅トランジスタ１０３（１０３＿ａ、１０３＿ｂ・・・）は、ＦＤ１０４の電圧を増幅する増幅素子の一例である。リセットトランジスタ１０２（１０２＿ａ、１０２＿ｂ・・・）は、ＦＤ１０４の電圧をリセット（初期化）するリセット素子の一例であり、垂直選択回路ＶＳによって制御されうる。行選択トランジスタ１０５（１０５＿ａ、１０５＿ｂ・・・）は、行を選択するためのスイッチの一例であり、垂直選択回路ＶＳによって制御されうる。転送トランジスタ１０１（１０１＿ａ、１０１＿ｂ・・・）は、フォトダイオード１００において光電変換によって生じた電荷をＦＤ１０４に転送するための転送素子の一例であり、垂直選択回路ＶＳによって制御されうる。ここで、１つの行ｐｒに属する全ての画素におけるリセットトランジスタ１０２が、垂直選択回路ＶＳによって駆動される共通のリセット信号によって制御されうる。また、１つの行ｐｒに属する全ての画素における行選択トランジスタ１０５が、垂直選択回路ＶＳによって駆動される共通の行選択信号によって制御されうる。１つの行ｐｒに属する全ての画素における転送トランジスタ１０１が、垂直選択回路ＶＳによって駆動される共通の転送信号によって制御されうる。垂直選択回路ＶＳは、典型的には、第１画素行および第２画素行からなる組を同時に選択し、次に、第３画素行および第４画素行がなる組を同時に選択するというように、隣り合う２つの画素行からなる組を同時に選択する。なお、画素行が選択された状態は、当該画素行の画素から列読出線に対して信号が出力される状態である。以上のリセット信号、行選択信号および転送信号の集合が、図６では、制御信号ｒとして示されている。
【００１７】
図２は、各画素列が図１に示す回路構成を有する画素アレイにおける２つの画素列の平面レイアウト図であり、本発明の第１実施形態を示している。図２では、水平方向＝２画素、垂直方向＝４画素（２画素列×４画素行）の画素アレイが図示されている。実際の画素アレイにおける画素列および画素行は、典型的にはより大きい数であるが、ここでは、説明の単純化のために、第１列および第２列だけが示されている。また、それら列に属する複数の画素のうちの、第１行から第４行までの各行にある画素だけが示されている。図２では、各列の奇数行（符合ａとｃ）にある画素は列読出線１０６＿ｏｄｄに接続されており、偶数行（符合ｂとｄ）にある画素は列読出線１０６＿ｅｖｅｎに接続されている。
【００１８】
図２において、１００＿ａ、１００＿ｂ、１００＿ｃ、１００＿ｄは、フォトダイオードである。１０１＿ａ、１０１＿ｂ、１０１＿ｃ、１０１＿ｄは、転送トランジスタ（より厳密には、転送トランジスタのゲート電極）である。１０２＿ａ、１０２＿ｂ、１０２＿ｃ、１０２＿ｄは、リセットトランジスタ（より厳密には、リセットトランジスタのゲート電極）である。１０３＿ａ、１０３＿ｂ、１０３＿ｃ、１０３＿ｄは、増幅トランジスタ（より厳密には、増幅トランジスタのゲート電極）である。１０４＿ａ、１０４＿ｂ、１０４＿ｃ、１０４＿ｄは、ＦＤである。１０５＿ａ、１０５＿ｂ、１０５＿ｃ、１０５＿ｄは、行選択トランジスタ（より厳密には、行選択トランジスタのゲート電極）である。
【００１９】
第１実施形態では、第１グループの画素行に属する画素のＦＤ（変換領域）（例えば１０４＿ｂ。）と当該画素の信号が出力される第１列読出線（例えば１０６＿ｅｖｅｎ。）との最短距離が当該画素の前記ＦＤと第２グループの画素行に属する画素の信号が出力される第２列読出線（例えば１０６＿ｏｄｄ。）との最短距離以下である。また、第２グループの画素行に属する画素のＦＤ（例えば１０４＿ａ。）と当該画素の信号が出力される第２列読出線（例えば１０６＿ｏｄｄ。）との最短距離が当該画素の前記ＦＤと第１グループの画素行に属する画素の信号が出力される第１列読出線（例えば１０６＿ｅｖｅｎ。）との最短距離以下である。このような配置の特徴は、以降で述べる第２乃至第５実施形態でも同様である。
【００２０】
このような構成によれば、第１グループの画素行に属する画素のＦＤ（変換領域）と第２グループの画素行に属する画素の信号が出力される列読出線との容量結合による寄生容量値を低減することができる。同様に、第２グループの画素行に属する画素のＦＤ（変換領域）と第１グループの画素行に属する画素の信号が出力される列読出線とのによる寄生容量値を低減することができる。これにより、第１グループの画素行に属する画素の信号と第２グループの画素行に属する画素の信号（例えば、偶数行の信号と奇数行の信号）との間のクロストークを低減し、混色の発生を抑制することができる。
【００２１】
図２に例示される第１実施形態では、画素列に設けられた第１列読出線（例えば１０６＿ｅｖｅｎ。）および第２列読出線（例えば１０６＿ｏｄｄ。）の間に当該画素列の各画素のフォトダイオード（例えば１００＿ａ、１００＿ｂ、１００＿ｃ、１００＿ｄ。）が配置されている。また、第１グループの画素行（例えば、偶数行）に属する画素のフォトダイオード（例えば１００＿ｂ。）と当該画素の信号が出力される第１列読出線（例えば、１０６＿ｅｖｅｎ）との間に当該画素のＦＤ（変換領域）（例えば１０１＿ｂ。）が配置されている。また、第２グループの画素行（例えば、奇数行）に属する画素のフォトダイオード（例えば１００＿ａ。）と当該画素の信号が出力される第２列読出線（例えば１０６＿ｏｄｄ。）との間に当該画素のＦＤ（例えば１０１＿ｃ。）が配置されている。
【００２２】
このような構成によれば、ＦＤ１０４と列読出線１０６とを近接させることができるので、転送トランジスタ１０１からＦＤ１０４へ電荷を転送することによるＦＤの電位変化が増幅トランジスタ１０３を通じて即座に列読出線１０６に伝えられる。よって、ＦＤと当該ＦＤの信号が読み出される列読出線との間の容量結合が当該列読出線に与える影響は極めて小さい。また、ＦＤと当該ＦＤの信号が読み出される列読出線との間の容量結合は、ＦＤと他の回路部品との容量結合を抑制する。したがって、電荷電圧変換ゲインが向上し、固体撮像装置のＳＮ比が向上する。
【００２３】
図３は、各画素列が図１に示す回路構成を有する画素アレイにおける２つの画素列の平面レイアウト図であり、本発明の第２実施形態を示している。図３に示された各構成要素は、レイアウト設計が図２に示された第１実施形態とは異なるが、回路図レベルでは第１実施形態と同じである。
【００２４】
図３に例示される第２実施形態では、画素列に設けられた第１列読出線（例えば１０６＿ｅｖｅｎ。）および第２列読出線（例えば１０６＿ｏｄｄ。）の間に当該画素列の各画素のフォトダイオード（例えば、１００＿ａ、１００＿ｂ、１００＿ｃ、１００＿ｄ。）が配置されている。また、第１グループの画素行に属する画素のフォトダイオード（例えば１００＿ａ。）の中心から見て第１方向（図３では、下方向）に当該画素の転送スイッチ（例えば１０１＿ａ。）が配置されている。また、第２グループの画素行に属する画素のフォトダイオード（例えば１００＿ｂ。）の中心から見て前記第１方向に当該画素の転送スイッチ（例えば１０１＿ｂ。）が配置されている。
【００２５】
更に、図３に例示される第２実施形態では、転送トランジスタ１０１の形状は、全ての画素において共通である。
【００２６】
第２実施形態では、偶数行の画素のフォトダイオードと奇数行の画素のフォトダイオードダイオードとが同一形状であるので、偶数行と奇数行とで光電変換特性の違いが極めて小さい。また、第２実施形態では、偶数行と奇数行とで形状が異なる場合と比較して、より簡便な製造方法でも高い歩留まりで均一な特性を得やすい。
【００２７】
図４は、各画素列が図１に示す回路構成を有する画素アレイにおける２つの画素列の平面レイアウト図であり、本発明の第３実施形態を示している。図３に示された各構成要素は、レイアウト設計が図２に示された第１実施形態とは異なるが、回路図レベルでは第１実施形態と同じである。
【００２８】
図４に例示される第３実施形態では、第１グループの画素行（例えば、偶数行）に属する画素のフォトダイオード（例えば１００＿ｂ。）から見て第２方向（図４では、左方向）に当該画素の信号が出力される第１列読出線（例えば１０６＿ｅｖｅｎ。）が配置されている。また、第２グループの画素行に属する画素のフォトダイオード（例えば１００＿ａ。）から見て前記第２方向に当該画素の信号が出力される第２列読出線（例えば１０６＿ｏｄｄ。）が配置されている。ここで、図４において、第１列読出線（例えば１０６＿ｅｖｅｎ。）の経路は、点線で示され、第２列読出線（例えば１０６＿ｏｄｄ。）の経路は、実線で示されている。このようなレイアウトは、図４に例示されるように、第１列読出線と第２列読出線とがツイスト構造を構成していることによって可能になっている。
【００２９】
第３実施形態では、偶数行の画素と奇数行の画素とが同一形状であるので、偶数行と奇数行との特性の違いが極めて小さい。また、第２実施形態では、偶数行と奇数行とで画素の形状が異なる場合と比較して、より簡便な製造方法でも高い歩留まりで均一な特性を得やすい。
【００３０】
図５は、本発明の第４実施形態を示す平面レイアウト図である。第４実施形態は、例えば、図３に例示される第２実施形態の変形例として理解することができる。第４実施形態においても、画素アレイＰＡを構成する複数の画素行は、第１グループの画素行と第２グループの画素行とにグループ分けされている。しかし、第４実施形態は、第１グループが複数のサブグループにグループ分けされ、第２グループが複数のサブグループにグループ分けされている点で、第１乃至第３実施形態と異なる。
【００３１】
また、第４実施形態では、同一列に属しかつ同一のサブグループに属する複数の画素によってＦＤ（変換領域）、増幅素子およびリセット素子が共有されている。ここで、サブグループは、ＦＤおよび増幅トランジスタ（ならびに、存在する場合にはリセットトランジスタ）を共有する画素からなる。図５に例示される実施形態では、例えば、フォトダイオード１００＿ａを含む画素（第１行第１列の画素）とフォトダイオード１００＿ｃを含む画素（第３行第１列）の画素とによってＦＤ１０４＿ａが共有されている。各画素は、固有の構成要素として（つまり、他の画素と共有しない構成要素として）、フォトダイオードおよび転送トランジスタを含んでいる。例えば、第１行第１列の画素は、フォトダイオード１００＿ａおよび転送トランジスタ１０１＿ａを含んでいる。なお、各サブグループを構成する画素の数は、２個に限らず、例えば、４個、８個等の任意の数（一般的には、２のべき乗）にすることができる。
【００３２】
第１グループの画素行（例えば、偶数行）に属する画素の信号は、第１列読出線（例えば１０６＿ｅｖｅｎ。）に出力され、第２グループの画素行（例えば奇数行）に属する画素の信号は、第２列読出線（例えば１０６＿ｏｄｄ。）に出力される。第１グループのサブグループのＦＤ（変換領域）（例えば１０４＿ｂ。）と当該サブグループの画素の信号が出力される第１列読出線（例えば１０６＿ｅｖｅｎ。）との最短距離が当該サブグループのＦＤ（例えば１０４＿ｂ。）と第２グループの信号が出力される第２列読出線（例えば１０６＿ｏｄｄ）。との最短距離以下である。また、第２グループのサブグループのＦＤ（例えば１０４＿ａ。）と当該サブグループの画素の信号が出力される第２列読出線（例えば１０６＿ｏｄｄ。）との最短距離が当該サブグループのＦＤ（例えば１０４＿ａ。）と第１グループの信号が出力される第１列読出線（例えば１０６＿ｅｖｅｎ。）との最短距離以下である。
【００３３】
第４実施形態のようにＦＤ（変換領域）を複数の画素で共有することによって、同一面積の固体撮像装置であれば画素数を多くすることができ、同一画素数の固体撮像装置であればフォトダイオード（光電変換素子）の面積を大きくすることができる。
【００３４】
第１乃至第４実施形態において、画素アレイＰＡの領域には、ＲＧＢの３色のカラーフィルタからなる原色フィルタが設けられうる。或いは、画素アレイＰＡの領域にＹｅ，Ｃｙ，Ｇ，Ｍｇの４色のカラーフィルタからなる補色フィルタが設けられうる。
【００３５】
図７は、本発明の好適な実施形態の撮像装置（カメラ）の概略構成を示す図である。撮像装置４００は、第１乃至第４実施形態の固体撮像装置ＩＳに代表される固体撮像装置１００４を備える。被写体の光学像は、レンズ１００２によって固体撮像装置１００４の撮像面に結像する。レンズ１００２の外側には、レンズ１００２のプロテクト機能とメインスイッチを兼ねるバリア１００１が設けられうる。レンズ１００２には、それから出射される光の光量を調節するための絞り１００３が設けられうる。固体撮像装置１００４から複数チャンネルで出力される撮像信号は、撮像信号処理回路１００５によって各種の補正、クランプ等の処理が施される。撮像信号処理回路１００５から複数チャンネルで出力される撮像信号は、Ａ／Ｄ変換器１００６でアナログ−ディジタル変換される。Ａ／Ｄ変換器１００６から出力される画像データは、信号処理部１００７によって各種の補正、データ圧縮などがなされる。固体撮像装置１００４、撮像信号処理回路１００５、Ａ／Ｄ変換器１００６及び信号処理部１００７は、タイミング発生部１００８が発生するタイミング信号にしたがって動作する。
【００３６】
ブロック１００５〜１００８は、固体撮像装置１００４と同一チップ上に形成されてもよい。撮像装置４００の各ブロックは、全体制御・演算部１００９によって制御される。撮像装置４００は、その他、画像データを一時的に記憶するためのメモリ部１０１０、記録媒体への画像の記録又は読み出しのための記録媒体制御インターフェース部１０１１を備える。記録媒体１０１２は、半導体メモリ等を含んで構成され、着脱が可能である。撮像装置４００は、外部コンピュータ等と通信するための外部インターフェース（Ｉ／Ｆ）部１０１３を備えてもよい。
【００３７】
次に、図７に示す撮像装置（カメラ）４００の動作について説明する。バリア１００１のオープンに応じて、メイン電源、コントロール系の電源、Ａ／Ｄ変換器１００６等の撮像系回路の電源が順にオンする。その後、露光量を制御するために、全体制御・演算部１００９が絞り１００３を開放にする。固体撮像装置１００４から出力された信号は、撮像信号処理回路１００５をスルーしてＡ／Ｄ変換器１００６へ提供される。Ａ／Ｄ変換器１００６は、その信号をＡ／Ｄ変換して信号処理部１００７に出力する。信号処理部１００７は、そのデータを処理して全体制御・演算部１００９に提供し、全体制御・演算部１００９において露出量を決定する演算を行う。全体制御・演算部１００９は、決定した露出量に基づいて絞りを制御する。
【００３８】
次に、全体制御・演算部１００９は、上記の第１乃至第４実施形態に代表される固体撮像装置１００４から出力され信号処理部１００７で処理された信号にから高周波成分を取り出して、高周波成分に基づいて被写体までの距離を演算する。その後、レンズ１００２を駆動して、合焦か否かを判断する。合焦していないと判断したときは、再びレンズ１００２を駆動し、距離を演算する。
【００３９】
そして、合焦が確認された後に本露光が始まる。露光が終了すると、固体撮像装置１００４から出力された撮像信号は、撮像信号処理回路１００５において補正等がされ、Ａ／Ｄ変換器１００６でＡ／Ｄ変換され、信号処理部１００７で処理される。信号処理部１００７で処理された画像データは、全体制御・演算部１００９によりメモリ部１０１０に蓄積される。
【００４０】
その後、メモリ部１０１０に蓄積された画像データは、全体制御・演算部１００９の制御により記録媒体制御Ｉ／Ｆ部を介して記録媒体１０１２に記録される。また、画像データは、外部Ｉ／Ｆ部１０１３を通してコンピュータ等に提供されて処理されうる。
【図１】
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【図６】
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【図７】
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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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