(57)【要約】【課題】水平間引き動作時にカラー画像が得られ、かつ、フレーム動作時の出力信号順序を変えることなく容易に信号処理ができるＣＣＤイメージセンサを得る。【解決手段】水平４分割方式のＣＣＤイメージセンサ１００において、８列のＶＣＣＤ列Ｖ１〜Ｖ８を１周期としたＶＣＣＤ部１００ａと、該ＶＣＣＤ部１００ａからの信号電荷を転送するＨＣＣＤ部１００ｃと、該ＶＣＣＤ部１００ａとＨＣＣＤ部１００ｃとの間に設けられ、該ＶＣＣＤ部から該ＨＣＣＤ部への信号電荷の転送を制御する境界転送部１００ｂを備え、該境界転送部１００ｂのゲート構成を、ＶＣＣＤ部からの信号電荷を該境界転送部で蓄積する蓄積ゲートＧ１１〜Ｇ１４と、該境界転送部に蓄積された信号電荷に対するバリアを形成するバリアゲートＧ２１〜Ｇ２２とを有し、各ゲートは、各ＶＣＣＤ列に対応した、同一の配線により駆動信号が供給される２つのゲート電極からなる。【選択図】図２
2011077732.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光の光電変換により信号電荷を生成する、マトリクス状に配列された複数の受光画素を備えた固体撮像装置であって、
該受光画素の各列に沿って配置され、該各受光画素列の受光画素から読み出した信号電荷を垂直方向に転送する複数の垂直転送列部を含む垂直電荷転送部と、
該複数の垂直転送列部から転送されてきた信号電荷を水平方向に転送する水平電荷転送部と、
該複数の垂直転送列部の転送終端と該水平電荷転送部との間に設けられ、該垂直転送列部から該水平電荷転送部への信号電荷の転送を制御する境界転送部を備え、
該境界転送部は、該垂直転送列部からの１水平ライン上の全画素に対応する信号電荷がｎ回（ｎ＞２）に分割されて該水平電荷転送部に読み出されるよう、該垂直転送列部から該水平電荷転送部へ信号電荷を読み出すための境界転送ゲートを、２ｎ個の垂直転送列部が１周期となるよう配置したものである、固体撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の固体撮像装置において、
前記境界転送部は、前記境界転送ゲートとして、前記垂直電荷転送部からの信号電荷を該境界転送部に蓄積する蓄積ゲートと、該境界転送部に蓄積された信号電荷に対するバリアを形成するバリアゲートとを有している、固体撮像装置。
【請求項３】
請求項２に記載の固体撮像装置において、
前記蓄積ゲートと前記バリアゲートとは、それぞれ前記水平電荷転送部の転送方向に沿って、該蓄積ゲートが前記垂直電荷転送側に位置し、かつ前記バリアゲートが前記水平電荷転送側に位置するよう２列に配列されている、固体撮像装置。
【請求項４】
請求項３に記載の固体撮像装置において、
前記蓄積ゲートは、前記複数の垂直転送列部の各々に対応するよう、その転送終端側に配置されたゲート電極を、隣接する１組のゲート電極が同一の駆動信号により駆動されるよう同一配線で接続したものであり、
前記バリアゲートは、前記複数の垂直転送列部の各々に対応するよう、その転送終端側に配置されたゲート電極を、隣接する１組のゲート電極が同一の駆動信号により駆動されるよう、同一の配線により接続したものである、固体撮像装置。
【請求項５】
請求項１に記載の固体撮像装置において、
前記水平電荷転送部は、水平駆動方式を、ｍ相の駆動信号により、前記垂直電荷転送部からの信号電荷を転送する水平転送パケットを形成するｍ相駆動（ｍはｎ又はｎの約数）方式としたものである、固体撮像装置。
【請求項６】
請求項５に記載の固体撮像装置において、
前記水平電荷転送部は、前記水平転送パケットを、前記１周に対応する複数の垂直転送列部に対して１／ｍの倍数ピッチずらして、該１周に対応する複数の垂直転送列部の１水平ラインに相当する信号電荷を、該任意の回数に分けて、該垂直電荷転送部から受け取るよう構成されている固体撮像装置。
【請求項７】
請求項６に記載の固体撮像装置において、
前記水平電荷転送部は、前記垂直電荷転送部から信号電荷を受け取るとき、前記水平転送パケットを、隣接する水平転送パケットの境界が、前記蓄積ゲートあるいは前記バリアゲートを構成する１組のゲート電極に対応する、隣接する２つの垂直転送列部の間に位置するよう形成する、固体撮像装置。
【請求項８】
請求項１に記載の固体撮像装置において、
前記境界転送部は、前記垂直転送列部からの１水平ライン上の全画素に対応する信号電荷が４回に分割されて該水平電荷転送部に読み出されるよう、該垂直転送列部から該水平電荷転送部へ信号電荷を読み出すための４つの境界転送ゲートを、８個の垂直転送列部が１周期となるよう配置したものである、固体撮像装置。
【請求項９】
請求項１に記載の固体撮像装置において、
隣接する前記受光画素列の一方では、赤色画素と緑色画素とが交互に配列され、該隣接する受光画素列の他方では、緑色画素と青色画素とが交互に配列され、かつ、これらの隣接する受光画素列では、該緑色画素同士が隣接しなように各色の画素が位置決めされている固体撮像装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の固体撮像装置において、
前記受光画素で生成される信号電荷の量を調整する信号電荷調整部を備えた固体撮像装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の固体撮像装置において、
前記受光画素は、半導体基板の表面に形成され、入射光を光電変換するフォトダイオードを含み、
前記信号電荷調整部は、該半導体基板の裏面側に形成され、該各フォトダイオードで生成された信号電荷を引き抜くためのオーバーフロードレイン部を有し、
前記駆動制御部は、該オーバーフロードレイン部に印加する制御電圧を、前記出力部から出力される画素信号に基づいて調整する固体撮像装置。
【請求項１２】
入射光の光電変換により信号電荷を生成する、マトリクス状に配列された複数の受光画素と、該受光画素の各列に沿って配置され、該各受光画素列の受光画素から読み出した信号電荷を垂直方向に転送する複数の垂直転送列部を含む垂直電荷転送部と、該複数の垂直転送列部から転送されてきた信号電荷を水平方向に転送する水平電荷転送部と、該複数の垂直転送列部の転送終端と該水平電荷転送部との間に設けられ、該垂直転送列部から該水平電荷転送部への信号電荷の転送を制御する境界転送部を備えた固体撮像装置を駆動する方法であって、
該境界転送部では、該垂直転送列部から該水平電荷転送部へ信号電荷を読み出すための境界転送ゲートを、２ｎ（ｎ＞２）個の垂直転送列部が１周期となるよう配置し、該垂直転送列部からの１水平ライン上の全画素に対応する信号電荷がｎ回に分割されて該水平電荷転送部に読み出されるよう、該境界転送ゲートを駆動する、固体撮像装置の駆動方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の固体撮像装置の駆動方法において、
前記水平電荷転送部は、水平駆動方式を、ｍ相の駆動信号により、前記垂直電荷転送部からの信号電荷を転送する水平転送パケットを形成するｍ相駆動（ｍはｎ又はｎの約数）方式としたものである、固体撮像装置の駆動方法。
【請求項１４】
請求項１２に記載の固体撮像装置の駆動方法において、
前記水平電荷転送部は、前記水平転送パケットを、前記１周に対応する複数の垂直転送列部に対して１／ｍの倍数ピッチずらして、該１周に対応する複数の垂直転送列部の１水平ラインに相当する信号電荷を、該任意の回数に分けて、該垂直電荷転送部から受け取る固体撮像装置の駆動方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の固体撮像装置の駆動方法において、
前記垂直電荷転送部から前記水平電荷転送部に信号電荷を読み出すとき、
１周期に相当する２ｎ（ｎ＞２）個の垂直転送列部における１水平ラインに相当する画素信号を、ｎフィールドに分けて前記水平電荷転送部に読み出し、
該水平電荷転送部に信号電荷を読み出すたびに、前記水平電荷転送部の水平転送動作を行って、該水平電荷転送部に読み出された信号電荷を、該水平電荷転送部後段の信号処理部に転送し、該信号処理部で、垂直転送列部における１水平ラインに相当する画素信号を合成する、固体撮像装置の駆動方法。
【請求項１６】
請求項１４に記載の固体撮像装置の駆動方法において、
前記水平電荷転送部では、前記水平転送パケットを１／ｍピッチ移動させるたびに、隣接する水平転送パケットの各々に、隣接する垂直電荷転送列から同じ色の信号電荷を受け取って加算する、固体撮像装置の駆動方法。
【請求項１７】
請求項１４に記載の固体撮像装置の駆動方法において、
前記水平電荷転送部では、１周期に対応する２ｎ個の垂直電荷転送列毎に、そのうちの１つの垂直電荷転送部のみから信号電荷を前記水平転送パケット内に受け取り、その後、前記水平電荷転送部の水平転送動作を行って、該水平電荷転送部に読み出された信号電荷を、該水平電荷転送部後段の信号処理部に転送し、該信号処理部で、垂直転送列部における１水平ラインに相当する画素信号をｎ分の１に間引いた画像信号を得る、固体撮像装置の駆動方法。
【請求項１８】
被写体の撮像を行う撮像部を備えた電子情報機器であって、
該撮像部は、請求項１ないし請求項１１のいずれかに記載の固体撮像装置である電子情報機器。
【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の駆動方法、並びに電子情報機器に関し、特に、デジタルスチルカメラやビデオカメラ等の撮像デバイスとして用いられる固体撮像装置およびその駆動方法、並びに、該固体撮像装置を用いた電子情報機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルスチルカメラの高画質化が急速に進んでおり、１００万画素以上の画素数を有する固体撮像装置、特にＣＣＤイメージセンサが、広く使われるようになっている。これらのＣＣＤイメージセンサにおいては、全画素の信号電荷を独立に読み出すことによって静止画を得るようにする駆動方法（スチルモード）と、液晶モニター等に動画を映し出す駆動方法（モニタリングモード）を切り替えて用いることが一般的である。
【０００３】
モニタリングモードの機能を達成するためには毎秒３０枚程度のフレームレートが必要である。しかしながら、ＣＣＤイメージセンサの駆動周波数特性の限界、あるいは低消費電力化を図るため、駆動周波数を高速にできず、ＣＣＤイメージセンサの多画素化に伴ってモニタリングモードでのフレームレートの確保が困難になってくる。
【０００４】
これに対して、現在一般的に、１００万画素以上の画素数を有するＣＣＤイメージセンサにおいては、垂直方向の一部の画素からの信号電荷のみを読み出してライン数を間引くことにより、データ量を減少させることでフレームレートを向上させている。
【０００５】
またさらに、水平方向に転送すべき画素のデータ量を減少させることでフレームレートを向上させる方法もある。
【０００６】
水平方向に転送すべき画素のデータ量を減少させる最も簡単な方法としては、垂直ＣＣＤと水平ＣＣＤの接合部分に、データを間引く箇所に対応して掃き出しドレインを設けるという方法である。
【０００７】
水平方向に転送すべき全ての画素信号を読み出す場合には、全ての画素列の前記掃き出しドレインをオフの状態としておき、水平方向に転送すべき任意の画素信号を間引く場合には、これに対応した画素列の前記掃き出しドレインをオンの状態とする。
【０００８】
前記掃き出しドレインがオンの状態となっている画素列では垂直ＣＣＤから水平ＣＣＤへの画素信号の転送は行われず、その信号電荷は掃き出しドレインへ流れていく。
【０００９】
これにより、必要な垂直ＣＣＤ列のみの画素信号を水平ＣＣＤへ読み出すという方法である。
【００１０】
ただし、このような方法では、水平方向の空間的な情報が間引かれてしまうため、このことによる弊害（ジャギ、偽色、もわれ等）が発生する場合もある。
【００１１】
これを解決する手段として、水平方向の空間的な情報を間引くことなく、水平方向に転送すべき画素のデータ量を減少させる方法として、水平方向に転送すべき複数の画素信号を加算する方法が提案されている。
【００１２】
ただし、ＣＣＤイメージセンサで採用されているカラーフィルター配列は、水平方向１画素毎に異なることが一般的であり、一旦垂直レジスタ（垂直ＣＣＤ）から水平レジスタ（水平ＣＣＤ）へ信号が読み出されれば、同じ色の信号を加算することができない。このため、同じ色の信号を加算するためには、垂直レジスタから水平レジスタへの信号読み出しを複数回に分割し、垂直レジスタから水平レジスタへの信号読み出しと、続く垂直レジスタから水平レジスタへの信号読み出しに先立って、読み出した信号と同じ色成分に対応する垂直ＣＣＤ列まで水平転送パケットを移動させる水平転送とを繰り返し行うことが必要となる。
【００１３】
水平方向の同色の画素信号を加算するためのゲートレイアウトとその駆動方法がすでに開発されている。
【００１４】
このように水平方向に２画素を加算する方法は、特許文献１に示されており、この方法によってカメラのフレームレートを向上させている。そして、さらに画素数が増大していった場合、同様のフレームレートを確保するためには、水平方向に３画素、水平方向に４画素と、加算画素数を増やしていく必要がある。
【００１５】
たとえば、水平方向に並ぶ同色の３画素を加算する方法は、特許文献２の図４で示す方法が提案されている。
【００１６】
この方法は、水平ＣＣＤ部と垂直ＣＣＤ部との間に、３周期構成で、各々が独立した転送ゲートを有した転送部分を設け、電荷転送のコントロールを任意の３列周期で行うというものである。
【００１７】
また、この方法は水平３分割方式とも呼ばれ、フレーム画像を得るためには水平方向の画素信号の読み出しを、１／３づつ３回に分けて行う必要がある。
【００１８】
以下、特許文献２に示されている方式のＣＣＤイメージセンサについて説明する。
【００１９】
図６は、第１の従来例として、３列周期で水平方向の電荷転送を行うＣＣＤイメージセンサの構成例を示す。
【００２０】
この３列周期ＣＣＤイメージセンサ２００は、半導体基板（図示せず）上に形成され、被写体の撮像を行うための撮像領域（図示せず）を有し、該撮像領域には、被写体からの入射光を光電変換する受光画素ＰＤがマトリクス状に配列されており、各受光画素列に沿って受光画素から読み出した信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送列部（ＶＣＣＤ列）Ａ１１〜Ａ１３，Ａ２１〜Ａ２３が配置されている。なお、ここでは、１周期３列として、２組のＶＣＣＤ列Ａ１１〜Ａ１３，Ａ２１〜Ａ２３を示しているが、実際は、このようなＶＣＣＤ列が、撮像領域における水平方向の画素数に対応する個数設けられており、これらのＶＣＣＤ列が垂直電荷転送部（ＶＣＣＤ部）２００ａを構成している。
【００２１】
また、上記各ＶＣＣＤ列と対応する受光画素列の各受光画素との間には、読み出しゲートが配置されており、受光画素で生成された信号電荷は、該読み出しゲートを介してＶＣＣＤ列に読み出されるようになっている。
【００２２】
また、このＣＣＤイメージセンサ２００は、該撮像領域の一端側（つまり、ＶＣＣＤ列の転送終端側）に配置され、ＶＣＣＤ列から転送されてきた信号電荷を水平方向に転送する水平電荷転送部（ＨＣＣＤ部）２００ｂと、該ＨＣＣＤ部２００ｂの一端側に配置され、ＨＣＣＤ部２００ｂからの信号電荷を電圧信号に変換して画素信号を出力する出力部（図示せず）とを有している。
【００２３】
また、このＣＣＤイメージセンサ２００は、上記ＶＣＣＤ部２００ａとＨＣＣＤ部２００ｂとの境界部分には、ＶＣＣＤ部２００ａからＨＣＣＤ部２００ｂへの信号電荷の転送を制御する境界転送部２００ｃを有している。この境界転送部２００ｃには、水平方向に沿って転送ゲートが２列設けられている。
【００２４】
ＶＣＣＤ部２００ａ側の転送ゲート列では、３つのＶＣＣＤ列Ａ１１〜Ａ１３に対応する転送ゲートＡ〜Ｃと、３つのＶＣＣＤ列Ａ２１〜Ａ２３に対応する転送ゲートＡ〜Ｃが繰り返し配置されている。また、ＨＣＣＤ部２００ｂ側の転送ゲート列では、３つのＶＣＣＤ列Ａ１１〜Ａ１３に対応する転送ゲートａ〜ｃと、３つのＶＣＣＤ列Ａ２１〜Ａ２３に対応する転送ゲートａ〜ｃが繰り返し配置されている。ここで、転送ゲートＡ〜Ｃは、ＶＣＣＤ列Ａ１１〜Ａ１３、Ａ２１〜Ａ２３からの信号電荷を境界転送部に蓄積する蓄積パケットを形成するものであり、また、転送ゲートａ〜ｃは、該蓄積パケットとＨＣＣＤ部２００ｂに形成される水平転送パケット２１０、２２０との間にバリアを形成するものである。
【００２５】
また、ＶＣＣＤ列Ａ１１及びＡ２１の転送終端側に配置されている、電荷蓄積パケットを形成する転送ゲートＡは、同じ駆動信号により駆動されるものである。同様に、ＶＣＣＤ列Ａ１２及びＡ２２の転送終端側に配置されている転送ゲートＢは同じ駆動信号により駆動されるものであり、ＶＣＣＤ列Ａ１３及びＡ２３の転送終端側に配置されている転送ゲートＣは同じ駆動信号により駆動されるものである。
【００２６】
また、ＶＣＣＤ列Ａ１１及びＡ２１の転送終端側に配置されている、バリアを形成する転送ゲートａは、同じ駆動信号により駆動されるものである。同様に、ＶＣＣＤ列Ａ１２及びＡ２２の転送終端側に配置されている転送ゲートｂは同じ駆動信号により駆動されるものであり、ＶＣＣＤ列Ａ１３及びＡ２３の転送終端側に配置されている転送ゲートｃは同じ駆動信号により駆動されるものである。
【００２７】
さらに、このＣＣＤイメージセンサ２００は、各ＶＣＣＤ列Ａ１１〜Ａ１３、Ａ２１〜２３の駆動信号およびＨＣＣＤ部２００ｂの駆動信号を生成するタイミング生成部（図示せず）を有している。
【００２８】
次に、動作について説明する。
【００２９】
まず、図６に示すＣＣＤイメージセンサにおいて、フレーム画像を得る動作を図７を用いて説明する。
【００３０】
図７（ａ）は、図６に示すＣＣＤイメージセンサ２００の全体構成を示し、図７（ｂ）〜図７（ｄ）は、ＣＣＤイメージセンサにおけるＨＣＣＤ部への信号電荷の読み出し動作として、第１〜第３フィールドにおけるものを示している。
【００３１】
上述したように、このＣＣＤイメージセンサ２００では、垂直ＣＣＤ部（ＶＣＣＤ部）２００ａと水平ＣＣＤ部（ＨＣＣＤ部）２００ｂの境界部分には、境界転送部（加算部）２００ｃが設けられており、この加算部２００ｃは、蓄積パケットを形成する転送ゲートＡ〜Ｃとバリアを形成する転送ゲートａ〜ｃとが水平方向に繰り返し配置された３列周期構成となっており、３列の垂直ＣＣＤ列に対して１つの水平転送パケット２１０及び２２０が形成されるようになっている。
【００３２】
ここで、フレーム画像を得るためには、図７（ｂ）〜（ｄ）に示すように、水平方向に並ぶ３つのＶＣＣＤ列からの画素信号を、３列おきに３回に分けて読み出しを行い、後に信号処理で横一列分の画素信号を合成し、さらに、このような読み出しを、ＶＣＣＤ部２００ａにおける垂直転送段数分だけに行って、１枚のフレーム画像に合成する。
【００３３】
具体的には、水平転送パケット２１０及び２２０を、各組の３つのＶＣＣＤ列Ａ１１〜Ａ１３及びＡ２１〜Ａ２３に対応するよう形成し、この状態で、転送ゲートＡ及びａを駆動して、ＶＣＣＤ部における１組の３つのＶＣＣＤ列（１列目〜３列目のＶＣＣＤ列）のうちの１つのＶＣＣＤ列（例えば、１列目）Ａ１１、Ａ２１から、Ｒ画素の信号電荷（×印）を対応する水平転送パケット２１０及び２２０に読み出す（図７（ｂ））。その後、一旦ＨＣＣＤ部２００ｂをスキャン動作させて、各水平転送パケットに読み出されたＲ画素の信号電荷（×印）を、ＨＣＣＤ部の後段の信号処理部へ転送する。
【００３４】
続いて、転送ゲートＢ及びｂを駆動して、ＶＣＣＤ部における１組の３つのＶＣＣＤ列（１列目〜３列目のＶＣＣＤ列）のうちの１つのＶＣＣＤ列（例えば、２列目）Ａ１２、Ａ２２から、Ｇ画素の信号電荷（○印）を対応する水平転送パケット２１０及び２２０に読み出す（図７（ｃ））。その後、一旦ＨＣＣＤ部２００ｂをスキャン動作させて、各水平転送パケットに読み出されたＲ画素の信号電荷（○印）を、ＨＣＣＤ部の後段の信号処理部へ転送する。
【００３５】
その後、転送ゲートＣ及びｃを駆動して、ＶＣＣＤ部における１組の３つのＶＣＣＤ列（１列目〜３列目のＶＣＣＤ列）のうちの１つのＶＣＣＤ列（例えば、３列目）Ａ１３、Ａ２３から、Ｇ画素の信号電荷（−印）を対応する水平転送パケット２１０及び２２０に読み出す（図７（ｄ））。その後、一旦ＨＣＣＤ部２００ｂをスキャン動作させて、各水平転送パケットに読み出されたＲ画素の信号電荷（−印）を、ＨＣＣＤ部の後段の信号処理部へ転送する。
【００３６】
このように、水平方向に並ぶ３つのＶＣＣＤ列からの画素信号を、３列おきに３回に分けて読み出しを行い、その後に信号処理により横一列分の画素信号を合成し、さらに、このような読み出しを、ＶＣＣＤ部２００ａにおける垂直転送段数分だけに行って、１枚のフレーム画像に合成する。
【００３７】
次に、水平方向の同色の３画素を１つの水平転送パケットで加算して読み出す動作について、図８を用いて説明する。
【００３８】
図８（ａ）は、図６に示すＣＣＤイメージセンサ２００の全体構成を示し、図８（ｂ）、図８（ｃ）は、ＣＣＤイメージセンサにおけるＨＣＣＤ部で信号電荷を加算する動作を示している。
【００３９】
この読み出し動作は、動画などの用途にむけて、解像度よりも高速（高いフレームレート）を優先した画像読み出しを行う際に行われるものである。
【００４０】
具体的には、水平転送パケット２１０及び２２０を、各組の３つのＶＣＣＤ列Ａ１１〜Ａ１３及びＡ２１〜Ａ２３に対応するよう形成し、この状態で、転送ゲートＡ、Ｃ及びａ、ｃを駆動して、ＶＣＣＤ部における各組の３つのＶＣＣＤ列（１列目〜３列目のＶＣＣＤ列）のうちの２つのＶＣＣＤ列（例えば、１列目と３列目）Ａ１１及びＡ１３、Ａ２１及びＡ２３から、信号電荷（×印）及び信号電荷（−印）を対応する水平転送パケット２１０及び２２０に読み出す（図８（ｂ））。この場合、水平転送パケット２１０には、ＶＣＣＤ列Ａ１１及びＡ１３から、Ｒ画素の信号電荷（×印）及び（−印）が読み出され、水平転送パケット２２０には、ＶＣＣＤ列Ａ２１及びＡ２３から、Ｇ画素の信号電荷（×印）及び（−印）が読み出される。
【００４１】
次に、水平転送パケット２１０及び２２０を３画素（３ＶＣＣＤ列）分だけ転送方向に移動させた後、ＶＣＣＤ部における各組の３つのＶＣＣＤ列（１列目〜３列目のＶＣＣＤ列）のうちの残りの１つのＶＣＣＤ列（例えば、２列目）Ａ１２、Ａ２２から、信号電荷（○印）を対応する水平転送パケット２１０及び２２０に読み出す（図８（ｃ））。この場合、水平転送パケット２１０には、１組の３つのＶＣＣＤ列Ａ１１〜Ａ１３の隣の組の３つのＶＣＣＤ列の２番目のものから、Ｒ画素の信号電荷（○印）が読み出され、水平転送パケット２２０には、ＶＣＣＤ列Ａ１２から、Ｇ画素の信号電荷（○印）が読み出される。これにより、水平方向に隣接する同色の３画素の信号電荷が加算されることとなる。
【００４２】
その後、ＨＣＣＤ部２００ｂをスキャン動作させて、各水平転送パケットで加算された同色の信号電荷（×印＋○印＋−印）を、ＨＣＣＤ部の後段の信号処理部へ転送する。
【００４３】
このように、水平方向に並ぶ３つのＶＣＣＤ列からの同色の画素信号を水平転送パケットで加算し、その後に信号処理により横一列分の画素信号を合成し、さらに、このような加算合成処理を、ＶＣＣＤ部２００ａにおける垂直転送段数分だけに行って、１枚のフレームに対応する水平３画素加算画像が得られる。
【００４４】
次に、水平方向の各画素に対応する画素信号を１／３に間引いて読み出す動作について、図９を用いて説明する。
【００４５】
図９（ａ）は、図６に示すＣＣＤイメージセンサ２００の全体構成を示し、図９（ｂ）は、ＣＣＤイメージセンサにおけるＨＣＣＤ部で信号電荷を１／３に間引いて読み出す動作を示している。
【００４６】
この１／３間引き動作は、ビューファインダー用途を対象として、画質を求めない簡易動作として行われる。
【００４７】
具体的には、水平転送パケット２１０及び２２０を、各組の３つのＶＣＣＤ列Ａ１１〜Ａ１３及びＡ２１〜Ａ２３に対応するよう形成し、この状態で、転送ゲートＡ及びａを駆動して、ＶＣＣＤ部における各組の３つのＶＣＣＤ列（１列目〜３列目のＶＣＣＤ列）のうちの１つのＶＣＣＤ列（例えば、１列目）Ａ１１、Ａ２１から、信号電荷（×印）を対応する水平転送パケット２１０及び２２０に読み出す（図９（ｂ））。
【００４８】
この場合、水平転送パケット２１０にはＶＣＣＤ列Ａ１１から、Ｒ画素の信号電荷（×印）が読み出され、水平転送パケット２２０には、ＶＣＣＤ列Ａ２１から、Ｇ画素の信号電荷（×印）が読み出される。
【００４９】
その後、ＨＣＣＤ部２００ｂをスキャン動作させて、各水平転送パケットに読み出された信号電荷（×印）を、ＨＣＣＤ部の後段の信号処理部へ転送する。
【００５０】
このような信号電荷の読み出し及びスキャン動作を、ＶＣＣＤ部２００ａにおける垂直転送段数分だけ行って、１枚のフレームに対応する水平１／３間引き画像を得る。
【００５１】
また、３周期構成の固体撮像装置は、特許文献３などにも開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５２】
【特許文献１】特開２００５−３９５６１号公報
【特許文献２】特開２００６−３１０６５５号公報
【特許文献３】特許第３８４８６５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００５３】
さらに、今日のようにＣＣＤイメージセンサの画素数が増加していった場合には、水平４画素加算、水平５画素加算といったように、加算画素数を増やしていき動画撮像時のフレームレート確保を行っていく必要がある。
【００５４】
図１０は、第２の従来例として、４列周期で水平方向の電荷転送を行うＣＣＤイメージセンサの構成例を示す。
【００５５】
この４列周期ＣＣＤイメージセンサ３００は、図６に示すＣＣＤイメージセンサ２００と同様に、半導体基板（図示せず）上に形成され、被写体の撮像を行うための撮像領域（図示せず）を有し、該撮像領域には、被写体からの入射光を光電変換する受光画素ＰＤがマトリクス状に配列されており、各受光画素列に沿って受光画素から読み出した信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送列部（ＶＣＣＤ列）Ｂ１１〜Ａ１４，Ｂ２１〜Ｂ２４が配置されている。なお、ここでは、１周期４列として、２組のＶＣＣＤ列Ｂ１１〜Ｂ１４，Ｂ２１〜Ｂ２４を示しているが、実際は、このようなＶＣＣＤ列が、撮像領域における水平方向の画素数に対応する個数設けられており、これらのＶＣＣＤ列が垂直転送部（ＶＣＣＤ部）３００ａを構成している。
【００５６】
また、上記各ＶＣＣＤ列と対応する受光画素列の各受光画素との間には、読み出しゲートが配置されており、受光画素で生成された信号電荷は、該読み出しゲートを介してＶＣＣＤ列に読み出されるようになっている。
【００５７】
また、このＣＣＤイメージセンサ３００は、該撮像領域の一端側（つまり、ＶＣＣＤ列の転送終端側）に配置され、ＶＣＣＤ列から転送されてきた信号電荷を水平方向に転送する水平転送部（ＨＣＣＤ部）３００ｂと、該ＨＣＣＤ部３００ｂの一端側に配置され、ＨＣＣＤ部３００ｂからの信号電荷を電圧信号に変換して画素信号を出力する出力部（図示せず）とを有している。
【００５８】
また、このＣＣＤイメージセンサ３００は、上記ＶＣＣＤ部３００ａとＨＣＣＤ部３００ｂとの境界部分には、ＶＣＣＤ部３００ａからＨＣＣＤ部３００ｂへの信号電荷の転送を制御する境界転送部３００ｃを有している。この境界転送部３００ｃには、水平方向に沿って転送ゲートが２列設けられている。
【００５９】
ＶＣＣＤ部３００ａ側の転送ゲート列では、４つのＶＣＣＤ列Ｂ１１〜Ｂ１４に対応する転送ゲートＡ〜Ｄと、４つのＶＣＣＤ列Ｂ２１〜Ｂ２４に対応する転送ゲートＡ〜Ｄが繰り返し配置されている。また、ＨＣＣＤ部３００ｂ側の転送ゲート列では、４つのＶＣＣＤ列Ｂ１１〜Ｂ１４に対応する転送ゲートａ〜ｄと、４つのＶＣＣＤ列Ｂ２１〜Ｂ２４に対応する転送ゲートａ〜ｄが繰り返し配置されている。ここで、転送ゲートＡ〜Ｄは、ＶＣＣＤ列Ｂ１１〜Ｂ１４、Ｂ２１〜Ｂ２４からの信号電荷を境界転送部に蓄積する蓄積パケットを形成するものであり、また、転送ゲートａ〜ｄは、該蓄積パケットと、ＨＣＣＤ部３００ｂに形成される水平転送パケット３１０、３２０との間にバリアを形成するものである。
【００６０】
また、ＶＣＣＤ列Ｂ１１及びＢ２１の転送終端側に配置されている、電荷蓄積パケットを形成する転送ゲートＡは、同じ駆動信号により駆動されるものである。同様に、ＶＣＣＤ列ｂ１２及びＢ２２の転送終端側に配置されている転送ゲートＢは同じ駆動信号により駆動されるものであり、ＶＣＣＤ列Ｂ１３及びＢ２３の転送終端側に配置されている転送ゲートＣは同じ駆動信号により駆動されるものであり、ＶＣＣＤ列Ｂ１４及びＢ２４の転送終端側に配置されている転送ゲートＤは同じ駆動信号により駆動されるものである。
【００６１】
また、ＶＣＣＤ列Ｂ１１及びＢ２１の転送終端側に配置されている、バリアを形成する転送ゲートａは、同じ駆動信号により駆動されるものである。同様に、ＶＣＣＤ列Ｂ１２及びＢ２２の転送終端側に配置されている転送ゲートｂは同じ駆動信号により駆動されるものであり、ＶＣＣＤ列Ｂ１３及びＢ２３の転送終端側に配置されている転送ゲートｃは同じ駆動信号により駆動されるものであり、ＶＣＣＤ列Ｂ１４及びＢ２４の転送終端側に配置されている転送ゲートｄは同じ駆動信号により駆動されるものである。
【００６２】
さらに、このＣＣＤイメージセンサ３００は、各ＶＣＣＤ列Ｂ１１〜Ｂ１４、Ｂ２１〜Ｂ２４の駆動信号およびＨＣＣＤ部３００ｂの駆動信号を生成するタイミング生成部（図示せず）を有している。
【００６３】
次に、動作について説明する。
【００６４】
まず、図１０に示すＣＣＤイメージセンサ３００において、フレーム画像を得る動作を図１１を用いて説明する。
【００６５】
図１１（ａ）は、図１０に示すＣＣＤイメージセンサ３００のＶＣＣＤ部及び境界転送部の構成を示し、図１１（ｂ）〜図１１（ｅ）は、ＣＣＤイメージセンサにおけるＨＣＣＤ部への信号電荷の読み出し動作として、第１〜第４フィールドにおけるものを示している。
【００６６】
上述したように、このＣＣＤイメージセンサ３００では、垂直ＣＣＤ部（ＶＣＣＤ部）３００ａと水平ＣＣＤ部（ＨＣＣＤ部）３００ｂの境界部分には、境界転送部（加算部）３００ｃが設けられており、この加算部３００ｃは、蓄積パケットを形成する転送ゲートＡ〜Ｄとバリアを形成する転送ゲートａ〜ｄとが水平方向に繰り返し配置された４列周期構成となっており、４列の垂直ＣＣＤ列に対して１つの水平転送パケット３１０及び３２０が形成されるようになっている。
【００６７】
ここで、フレーム画像を得るためには、図１１（ｂ）〜（ｅ）に示すように、水平方向に並ぶ３つのＶＣＣＤ列からの画素信号を、４列おきに４回に分けて読み出しを行い、後に信号処理で横一列分の画素信号を合成し、さらに、このような読み出しを、ＶＣＣＤ部３００ａにおける垂直転送段数分だけ行って、１枚のフレーム画像に合成する。
【００６８】
具体的には、水平転送パケット３１０及び３２０を、各組の４つのＶＣＣＤ列Ａ１１〜Ａ１４及びＡ２１〜Ａ２４に対応するよう形成し、この状態で、転送ゲートＡ及びａを駆動して、ＶＣＣＤ部における１組の４つのＶＣＣＤ列（１列目〜４列目のＶＣＣＤ列）のうちの１つのＶＣＣＤ列（例えば、１列目）Ｂ１１、Ｂ２１から、Ｒ画素の信号電荷（×印）を対応する水平転送パケット３１０及び３２０に読み出す（図１１（ｂ））。その後、一旦ＨＣＣＤ部３００ｂをスキャン動作させて、各水平転送パケットに読み出されたＲ画素の信号電荷（×印）を、ＨＣＣＤ部の後段の信号処理部へ転送する。
【００６９】
続いて、転送ゲートＢ及びｂを駆動して、ＶＣＣＤ部における１組の４つのＶＣＣＤ列（１列目〜４列目のＶＣＣＤ列）のうちの１つのＶＣＣＤ列（例えば、２列目）Ｂ１２、Ｂ２２から、Ｇ画素の信号電荷（○印）を対応する水平転送パケット３１０及び３２０に読み出す（図７（ｃ））。その後、一旦ＨＣＣＤ部３００ｂをスキャン動作させて、各水平転送パケットに読み出されたＧ画素の信号電荷（○印）を、ＨＣＣＤ部の後段の信号処理部へ転送する。
【００７０】
その後、転送ゲートＣ及びｃを駆動して、ＶＣＣＤ部における１組の４つのＶＣＣＤ列（１列目〜４列目のＶＣＣＤ列）のうちの１つのＶＣＣＤ列（例えば、３列目）Ｂ１３、Ｂ２３から、Ｒ画素の信号電荷（＊印）を対応する水平転送パケット３１０及び３２０に読み出す（図１１（ｄ））。その後、一旦ＨＣＣＤ部３００ｂをスキャン動作させて、各水平転送パケットに読み出されたＲ画素の信号電荷（＊印）を、ＨＣＣＤ部の後段の信号処理部へ転送する。
【００７１】
その後、さらに、転送ゲートＤ及びｄを駆動して、ＶＣＣＤ部における１組の４つのＶＣＣＤ列（１列目〜４列目のＶＣＣＤ列）のうちの１つのＶＣＣＤ列（例えば、４列目）Ｂ１４、Ｂ２４から、Ｒ画素の信号電荷（−印）を対応する水平転送パケット３１０及び３２０に読み出す（図１１（ｅ））。その後、一旦ＨＣＣＤ部３００ｂをスキャン動作させて、各水平転送パケットに読み出されたＲ画素の信号電荷（−印）を、ＨＣＣＤ部の後段の信号処理部へ転送する。
【００７２】
このように、水平方向に並ぶ４つのＶＣＣＤ列からの画素信号を、４列おきに４回に分けて読み出しを行い、その後に信号処理により横一列分の画素信号を合成し、さらに、このような読み出しを、ＶＣＣＤ部３００ａにおける垂直転送段数分だけに行って、１枚のフレーム画像に合成する。
【００７３】
次に、水平方向に並ぶ４画素を１つの水平転送パケットで加算して読み出す動作について、図１２を用いて説明する。
【００７４】
図１２（ａ）は、図１０に示すＣＣＤイメージセンサ２００のＶＣＣＤ部及び境界転送部を示し、図１２（ｂ）、図１２（ｃ）は、ＣＣＤイメージセンサにおけるＨＣＣＤ部で信号電荷を加算する動作を示している。
【００７５】
具体的には、水平転送パケット３１０及び３２０を、各組の４つのＶＣＣＤ列Ｂ１１〜Ａ１４及びＢ２１〜Ｂ２４に対応するよう形成し、この状態で、転送ゲートＡ、Ｃ及びａ、ｃを駆動して、ＶＣＣＤ部における各組の４つのＶＣＣＤ列（１列目〜４列目のＶＣＣＤ列）のうちの２つのＶＣＣＤ列（例えば、１列目と３列目）Ｂ１１及びＢ１３、Ｂ２１及びＢ２３から、Ｒ画素の信号電荷（×印）及び信号電荷（＊印）を対応する水平転送パケット３１０及び３２０に読み出す（図１２（ｂ））。この場合、水平転送パケット３１０には、ＶＣＣＤ列Ｂ１１及びＢ１３から、Ｒ画素の信号電荷（×印）及び（＊印）が読み出され、水平転送パケット３２０には、ＶＣＣＤ列Ｂ２１及びＢ２３から、Ｇ画素の信号電荷（×印）及び（＊印）が読み出される。
【００７６】
次に、水平転送パケット３１０及び３２０を４画素（４ＶＣＣＤ列）分だけ転送方向に移動させた後、ＶＣＣＤ部における各組の４つのＶＣＣＤ列（１列目〜４列目のＶＣＣＤ列）のうちの残りの２つのＶＣＣＤ列（例えば、２列目と４列目）Ｂ１２、Ｂ１４、Ｂ２２，Ｂ２４から、信号電荷（○印）及び（−印）を対応する水平転送パケット３１０及び３２０に読み出す（図１２（ｃ））。これにより、水平方向に隣接する４ＶＣＣＤ列における異なる色の４画素の信号電荷が加算されることとなる。
【００７７】
その後、ＨＣＣＤ部３００ｂをスキャン動作させて、各水平転送パケットで加算された信号電荷（×印）（○印）（＊印）及び（−印）を、ＨＣＣＤ部の後段の信号処理部へ転送する。
【００７８】
このように、水平方向に並ぶ４つのＶＣＣＤ列からの同色の画素信号を水平転送パケットで加算し、その後に信号処理により横一列分の画素信号を合成し、さらに、このような加算合成処理を、ＶＣＣＤ部３００ａにおける垂直転送段数分だけに行って、１枚のフレームに対応する水平４画素加算画像が得られる。
【００７９】
次に、水平方向の各画素に対応する画素信号を１／４に間引いて読み出す動作について、図１３を用いて説明する。
【００８０】
図１３は、図１０に示すＣＣＤイメージセンサ３００の全体構成を示し、ＣＣＤイメージセンサにおけるＨＣＣＤ部で信号電荷を１／４に間引いて読み出す動作を示している。
【００８１】
具体的には、水平転送パケット３１０及び３２０を、各組の４つのＶＣＣＤ列Ｂ１１〜Ｂ１４及びＢ２１〜Ｂ２４に対応するよう形成し、この状態で、転送ゲートＡ及びａを駆動して、ＶＣＣＤ部における各組の４つのＶＣＣＤ列（１列目〜４列目のＶＣＣＤ列）のうちの１つのＶＣＣＤ列（例えば、１列目）Ｂ１１、Ｂ２１から、Ｒ画素に対応する信号電荷（×印）を対応する水平転送パケット３１０及び３２０に読み出す（図１３（ｂ））。
【００８２】
この場合、水平転送パケット３１０にはＶＣＣＤ列Ｂ１１から、Ｒ画素の信号電荷（×印）が読み出され、水平転送パケット３２０には、ＶＣＣＤ列Ｂ２１から、Ｒ画素の信号電荷（×印）が読み出される。
【００８３】
その後、ＨＣＣＤ部３００ｂをスキャン動作させて、各水平転送パケットに読み出された同色の信号電荷（×印）を、ＨＣＣＤ部の後段の信号処理部へ転送する。
【００８４】
このような読み出し動作とスキャン動作を、ＶＣＣＤ部３００ａにおける垂直転送段数分だけ行って、１枚のフレームに対応する水平１／４間引き画像を得る。
【００８５】
しかしながら、ここで第２の従来例のように、水平４画素周期構成のＣＣＤイメージセンサで、水平３画素周期構成のＣＣＤイメージセンサにおける水平転送動作と同様な動作を行った場合には下記のような問題が発生する。
【００８６】
つまり、第２の従来例の４列周期構成のＣＣＤイメージセンサで、各組の４ＶＣＣＤ列にて任意の１列をＨＣＣＤ部に読み出した場合、４列周期で同色画素の画素信号のみがＨＣＣＤ部に読み出されることになる。
【００８７】
すなわち、従来のＣＣＤイメージセンサでは、ｎ列周期構成となるよう境界転送部（加算部）での電極のレイアウトを構成した場合、ｎが奇数の場合は、ｎ列のＶＣＣＤ列のうちの任意の１列から画素信号をＨＣＣＤ部に読み出した場合、ｎ列周期の異色の画素の信号電荷の読み出しが可能であるが、ｎが遇数の場合は、ｎ列のＶＣＣＤ列のうちの任意の１列を読み出した場合には、ｎ列のＶＣＣＤ列の同色画素の画素信号しか読み出すことができない。
【００８８】
動画用途で使われる図１２に示すような画素加算動作モードでは、２画素加算の際にはひとつの水平ＣＣＤパケットに同色を加算できるが、４画素加算の際にはひとつの水平ＣＣＤパケットに異色画素が加算されるため、カラー画像を得ることができないという問題が発生する。
【００８９】
さらに、ビューファインダー用途で使われる図１３に示すような動作モードにおいても、全ての水平ＣＣＤパケットに同色のみが読み出されるため、カラー画像を得ることができないという問題が発生する。
【００９０】
かりに、この問題を回避するために、第３の従来例として図１４に示すように、変則的に異色画素の読出しを可能とした構成も考えられるが、この場合にはフレーム読出しを行った際に得られる画素信号の順序が、つまり、隣接する２組の４ＶＣＣＤ列からの画素信号が、ＶＣＣＤ列Ｃ１１〜Ｃ１４及びＣ２１〜Ｃ２４の配列順とはならず、その逆の順序となるこのため、フレーム画像を得るためには後の信号処理で、この得られた信号順序を再配列させる必要があり、信号処理が複雑となるという問題が発生する。
【００９１】
図１４は、このような第３の従来例としてのＣＣＤイメージセンサを説明する図である。
【００９２】
この４列周期ＣＣＤイメージセンサ４００は、図１０に示すＣＣＤイメージセンサ３００と同様に、垂直電荷転送部（ＶＣＣＤ部）４００ａ、水平電荷転送部（ＨＣＣＤ部）４００ｂ、及び境界転送部４００ｃを有しているが、境界転送部４００ｃの構成のみＣＣＤイメージセンサ３００と異なっている。
【００９３】
つまり、垂直転送部（ＶＣＣＤ部）４００ａは、１周期４列として配列されたＶＣＣＤ列を有しており、図１４では、２組のＶＣＣＤ列Ｃ１１〜Ｃ１４，ＢＣ１〜Ｃ２４を示している。
【００９４】
また、水平転送部（ＨＣＣＤ部）４００ｂは、撮像領域の一端側（つまり、ＶＣＣＤ列の転送終端側）に配置され、ＶＣＣＤ列から転送されてきた信号電荷を水平転送パケット４１０及び４２０により水平方向に転送するものである。また、上記ＶＣＣＤ部４００ａとＨＣＣＤ部４００ｂとの境界部分には、ＶＣＣＤ部４００ａからＨＣＣＤ部４００ｂへの信号電荷の転送を制御する境界転送部４００ｃが設けられており、この境界転送部４００ｃには、水平方向に沿って転送ゲートが２列設けられている。
【００９５】
そして、このＣＣＤイメージセンサ４００では、境界転送部４００ｃでの転送ゲートの配列が、上記ＣＣＤイメージセンサ３００の境界転送部３００ｃでの転送ゲートの配列と異なっている。
【００９６】
つまり、ＶＣＣＤ部４００ａ側の転送ゲート列では、１組の４つのＶＣＣＤ列Ｃ１１〜Ｃ１４に対応する転送ゲートＡ〜Ｄが順に配置されているが、これに隣接するもう１組の４つのＶＣＣＤ列Ｃ２１〜Ｃ２４に対応する転送ゲートＤ〜Ａは、ＶＣＣＤ列Ｃ１１〜Ｃ１４に対応する転送ゲートＡ〜Ｄとは逆の順序で配置されている。
【００９７】
このＣＣＤイメージセンサ４００におけるその他の構成は、上述したように、上記ＣＣＤイメージセンサ３００におけるものと同一である。
【００９８】
次に、動作について説明する。
【００９９】
まず、図１４に示すＣＣＤイメージセンサ４００において、フレーム画像を得る動作を図１５を用いて説明する。
【０１００】
図１５（ａ）は、図１４に示すＣＣＤイメージセンサ４００のＶＣＣＤ部及び境界転送部４００ｃを示し、図１５（ｂ）〜図１５（ｅ）は、ＣＣＤイメージセンサにおけるＨＣＣＤ部への信号電荷の読み出し動作として、第１〜第４フィールドにおけるものを示している。
【０１０１】
上述したように、このＣＣＤイメージセンサ４００では、垂直ＣＣＤ部（ＶＣＣＤ部）４００ａと水平ＣＣＤ部（ＨＣＣＤ部）４００ｂの境界部分には、境界転送部（加算部）４００ｃが設けられており、この加算部４００ｃは、蓄積パケットを形成する転送ゲートＡ〜Ｄとバリアを形成する転送ゲートａ〜ｄとが水平方向に繰り返し配置された４列周期構成となっており、４列の垂直ＣＣＤ列に対して１つの水平転送パケット４１０及び４２０が形成されるようになっている。
【０１０２】
ここで、フレーム画像を得るためには、図１５（ｂ）〜（ｅ）に示すように、水平方向に並ぶ４つのＶＣＣＤ列からの画素信号を、４列おきに４回に分けて読み出しを行い、後に信号処理で横一列分の画素信号を合成し、さらに、このような読み出しを、ＶＣＣＤ部４００ａにおける垂直転送段数分だけ行って、１枚のフレーム画像に合成する。
【０１０３】
具体的には、水平転送パケット４１０及び４２０を、各組の４つのＶＣＣＤ列Ｃ１１〜Ｃ１４及びＣ２１〜Ｃ２４に対応するよう形成し、この状態で、転送ゲートＡ及びａを駆動して、１列目〜４列目のＶＣＣＤ列Ｃ１１〜Ｃ１４のうちの１つのＶＣＣＤ列（例えば、１列目）Ｃ１１と、１列目〜４列目のＶＣＣＤ列Ｃ２１〜Ｃ２４のうちの１つのＶＣＣＤ列（例えば、４列目）Ｃ２４とから、Ｒ画素の信号電荷（×印）及びＧ画素の信号電荷（×印）を、対応する水平転送パケット４１０及び４２０に読み出す（図１５（ｂ））。その後、一旦ＨＣＣＤ部４００ｂをスキャン動作させて、各水平転送パケットに読み出されたＲ画素の信号電荷（×印）及びＧ画素の信号電荷（×印）を、ＨＣＣＤ部の後段の信号処理部へ転送する。
【０１０４】
続いて、転送ゲートＢ及びｂを駆動して、４列のＶＣＣＤ列Ｃ１１〜Ｃ１４のうちの２列目のＶＣＣＤ列Ｃ１２と、４列のＶＣＣＤ列Ｃ２１〜Ｃ２４のうちの３列目のＶＣＣＤ列Ｃ２３とから、Ｇ画素の信号電荷（○印）及びＲ画素の信号電荷（○印）を、対応する水平転送パケット４１０及び４２０に読み出す（図１５（ｃ））。その後、一旦ＨＣＣＤ部４００ｂをスキャン動作させて、各水平転送パケットに読み出されたＧ画素の信号電荷（○印）及びＲ画素の信号電荷（○印）を、ＨＣＣＤ部の後段の信号処理部へ転送する。
【０１０５】
さらに、転送ゲートＣ及びｃを駆動して、４列のＶＣＣＤ列Ｃ１１〜Ｃ１４のうちの３列目のＶＣＣＤ列Ｃ１３と、４列のＶＣＣＤ列Ｃ２１〜Ｃ２４のうちの２列目のＶＣＣＤ列Ｃ２２とから、Ｒ画素の信号電荷（＊印）及びＧ画素の信号電荷（＊印）を、対応する水平転送パケット４１０及び４２０に読み出す（図１５（ｄ））。その後、一旦ＨＣＣＤ部４００ｂをスキャン動作させて、各水平転送パケットに読み出されたＲ画素の信号電荷（＊印）及びＧ画素の信号電荷（＊印）を、ＨＣＣＤ部の後段の信号処理部へ転送する（第３フィールド）。
【０１０６】
さらに、転送ゲートＤ及びｄを駆動して、４列のＶＣＣＤ列Ｃ１１〜Ｃ１４のうちの４列目のＶＣＣＤ列Ｃ１４と、４列のＶＣＣＤ列Ｃ２１〜Ｃ２４のうちの１列目のＶＣＣＤ列Ｃ２１とから、Ｇ画素の信号電荷（−印）及びｒ画素の信号電荷（−印）を、対応する水平転送パケット４１０及び４２０に読み出す（図１５（ｅ））。その後、一旦ＨＣＣＤ部４００ｂをスキャン動作させて、各水平転送パケットに読み出されたＧ画素の信号電荷（−印）及びＲ画素の信号電荷（−印）を、ＨＣＣＤ部の後段の信号処理部へ転送する。
【０１０７】
このように、水平方向に並ぶ４つのＶＣＣＤ列からの画素信号を、４列おきに４回に分けて読み出しを行い、その後に信号処理により横一列分の画素信号を合成し、さらに、このような読み出しを、ＶＣＣＤ部４００ａにおける垂直転送段数分だけに行って、１枚のフレーム画像に合成する。
【０１０８】
次に、水平方向に並ぶ４画素を１つの水平転送パケットで加算して読み出す動作について、図１６を用いて説明する。
【０１０９】
図１６（ａ）は、図１０に示すＣＣＤイメージセンサ４００のＶＣＣＤ部及び境界転送部を示し、図１６（ｂ）、図１６（ｃ）は、ＣＣＤイメージセンサにおけるＨＣＣＤ部で信号電荷を加算する動作を示している。
【０１１０】
具体的には、水平転送パケット４１０及び４２０を、各組の４つのＶＣＣＤ列Ｃ１１〜Ｃ１４及びＣ２１〜Ｃ２４に対応するよう形成し、この状態で、転送ゲートＡ、Ｃ及びａ、ｃを駆動して、４つのＶＣＣＤ列Ｃ１１〜Ｃ１４のうちの２つのＶＣＣＤ列（１列目と３列目）Ｃ１１及びＣ１３、Ｂ２１及びＢ２３から、Ｒ画素の信号電荷（×印）及び信号電荷（＊印）を対応する水平転送パケット４１０に読み出す。また、４つのＶＣＣＤ列Ｃ２１〜Ｃ２４のうちの２つのＶＣＣＤ列（２列目と４列目）Ｃ２２及びＣ２４から、Ｇ画素の信号電荷（＊印）及び信号電荷（×印）を、対応する水平転送パケット４２０に読み出す（図１６（ｂ））。
【０１１１】
次に、水平転送パケット４１０及び４２０を４画素（４ＶＣＣＤ列）分だけ転送方向に移動させた後、４つのＶＣＣＤ列Ｃ１１〜Ｃ１４のうちの残りの２つのＶＣＣＤ列Ｃ１２、Ｃ１４から、Ｇ画素の信号電荷（○印）及び（−印）を、対応する水平転送パケット４２０に読み出す（図１６（ｃ））。このとき、水平転送パケット４２０に続く水平転送パケットには、４つのＶＣＣＤ列Ｃ２１〜Ｃ２４のうちの残りの２つのＶＣＣＤ列Ｃ２１、Ｃ２３から、Ｒ画素の信号電荷（−印）及び（○印）を、対応する水平転送パケット４２０の次の水平転送パケットに読み出す。
【０１１２】
これにより、水平方向に隣接する８列のＶＣＣＤ列における同色の４画素の信号電荷が加算されることとなる。
【０１１３】
その後、ＨＣＣＤ部４００ｂをスキャン動作させて、各水平転送パケットで加算された信号電荷（−印）（＊印）（○印）及び（×印）を、ＨＣＣＤ部の後段の信号処理部へ転送する。
【０１１４】
このように、水平方向に並ぶ８つのＶＣＣＤ列からの同色の画素信号を水平転送パケットで加算し、さらに、このような加算動作とスキャン動作を、ＶＣＣＤ部４００ａにおける垂直転送段数分だけ行って、１枚のフレームに対応する水平４画素加算画像が得られる。
【０１１５】
次に、水平方向の各画素に対応する画素信号を１／４に間引いて読み出す動作について、図１７を用いて説明する。
【０１１６】
図１７（ａ）は、図１４に示すＣＣＤイメージセンサ４００の全体構成を示し、図１７（ｂ）は、ＣＣＤイメージセンサにおけるＨＣＣＤ部で信号電荷を１／４に間引いて読み出す動作を示している。
【０１１７】
具体的には、水平転送パケット４１０及び４２０を、各組の４つのＶＣＣＤ列Ｃ１１〜Ｃ１４及びＣ２１〜Ｃ２４に対応するよう形成し、この状態で、転送ゲートＡ及びａを駆動して、４つのＶＣＣＤ列（１列目〜４列目のＶＣＣＤ列）Ｃ１１〜Ｃ１４のうちの１つのＶＣＣＤ列（例えば、１列目）Ｃ１１から、Ｒ画素に対応する信号電荷（×印）を対応する水平転送パケット４１０に読み出す。このとき、４つのＶＣＣＤ列（１列目〜４列目のＶＣＣＤ列）Ｃ２１〜Ｃ２４のうちの１つのＶＣＣＤ列（例えば、１列目）Ｃ２４から、Ｇ画素に対応する信号電荷（×印）を対応する水平転送パケット４２０に読み出す。
【０１１８】
この場合、水平転送パケット４１０にはＶＣＣＤ列Ｂ１１から、Ｒ画素の信号電荷（×印）が読み出され、水平転送パケット４２０には、ＶＣＣＤ列Ｂ２１から、Ｒ画素の信号電荷（×印）が読み出される（図１７（ｂ））。
【０１１９】
その後、ＨＣＣＤ部４００ｂをスキャン動作させて、各水平転送パケットに読み出された同色の信号電荷（×印）を、ＨＣＣＤ部の後段の信号処理部へ転送する。
【０１２０】
このように、読み出し処理及びスキャン処理を、ＶＣＣＤ部４００ａにおける垂直転送段数分だけ行って、１枚のフレームに対応する水平１／４間引き画像を得る。
【０１２１】
上述したように、第３の従来例としてのＣＣＤイメージセンサでは、フレーム読出しを行った際に得られる画素信号の順序が、つまり、隣接する２組の４ＶＣＣＤ列からの画素信号が、ＶＣＣＤ列Ｃ１１〜Ｃ１４及びＣ２１〜Ｃ２４の配列順とはならず、その逆の順序となるこのため、フレーム画像を得るためには後の信号処理で、この得られた信号順序を再配列させる必要があり、信号処理が複雑となるという問題が発生する。
【０１２２】
本発明は、上記のような従来の問題点を解決するためになされたもので、水平間引き動作時にカラー画像が得られ、かつ、フレーム動作時の出力信号順序を変えることなく容易に信号処理ができる固体撮像装置およびその駆動方法、並びに該固体撮像装置を用いた電子情報機器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】
【０１２３】
本発明に係る固体撮像装置は、入射光の光電変換により信号電荷を生成する、マトリクス状に配列された複数の受光画素を備えた固体撮像装置であって、該受光画素の各列に沿って配置され、該各受光画素列の受光画素から読み出した信号電荷を垂直方向に転送する複数の垂直転送列部を含む垂直電荷転送部と、該複数の垂直転送列部から転送されてきた信号電荷を水平方向に転送する水平電荷転送部と、該複数の垂直転送列部の転送終端と該水平電荷転送部との間に設けられ、該垂直転送列部から該水平電荷転送部への信号電荷の転送を制御する境界転送部を備え、該境界転送部は、該垂直転送列部からの１水平ライン上の全画素に対応する信号電荷がｎ回（ｎ＞２）に分割されて該水平電荷転送部に読み出されるよう、該垂直転送列部から該水平電荷転送部へ信号電荷を読み出すための境界転送ゲートを、２ｎ個の垂直転送列部が１周期となるよう配置したものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【０１２４】
本発明は、上記固体撮像装置において、前記境界転送部は、前記境界転送ゲートとして、前記垂直電荷転送部からの信号電荷を該境界転送部に蓄積する蓄積ゲートと、該境界転送部に蓄積された信号電荷に対するバリアを形成するバリアゲートとを有していることが好ましい。
【０１２５】
本発明は、上記固体撮像装置において、前記蓄積ゲートと前記バリアゲートとは、それぞれ前記水平電荷転送部の転送方向に沿って、該蓄積ゲートが前記垂直電荷転送側に位置し、かつ前記バリアゲートが前記水平電荷転送側に位置するよう２列に配列されていることが好ましい。
【０１２６】
本発明は、上記固体撮像装置において、前記蓄積ゲートは、前記複数の垂直転送列部の各々に対応するよう、その転送終端側に配置されたゲート電極を、隣接する１組のゲート電極が同一の駆動信号により駆動されるよう同一配線で接続したものであり、前記バリアゲートは、前記複数の垂直転送列部の各々に対応するよう、その転送終端側に配置されたゲート電極を、隣接する１組のゲート電極が同一の駆動信号により駆動されるよう、同一の配線により接続したものであることが好ましい。
【０１２７】
本発明は、上記固体撮像装置において、前記水平電荷転送部は、水平駆動方式を、ｍ相の駆動信号により、前記垂直電荷転送部からの信号電荷を転送する水平転送パケットを形成するｍ相駆動（ｍはｎ又はｎの約数）方式としたものであることが好ましい。
【０１２８】
本発明は、上記固体撮像装置において、前記水平電荷転送部は、前記水平転送パケットを、前記１周に対応する複数の垂直転送列部に対して１／ｍの倍数ピッチずらして、該１周に対応する複数の垂直転送列部の１水平ラインに相当する信号電荷を、該任意の回数に分けて、該垂直電荷転送部から受け取るよう構成されていることが好ましい。
【０１２９】
本発明は、上記固体撮像装置において、前記水平電荷転送部は、前記垂直電荷転送部から信号電荷を受け取るとき、前記水平転送パケットを、隣接する水平転送パケットの境界が、前記蓄積ゲートあるいは前記バリアゲートを構成する１組のゲート電極に対応する、隣接する２つの垂直転送列部の間に位置するよう形成することが好ましい。
【０１３０】
本発明は、上記固体撮像装置において、前記境界転送部は、前記垂直転送列部からの１水平ライン上の全画素に対応する信号電荷が４回に分割されて該水平電荷転送部に読み出されるよう、該垂直転送列部から該水平電荷転送部へ信号電荷を読み出すための４つの境界転送ゲートを、８個の垂直転送列部が１周期となるよう配置したものであることが好ましい。
【０１３１】
本発明は、上記固体撮像装置において、隣接する前記受光画素列の一方では、赤色画素と緑色画素とが交互に配列され、該隣接する受光画素列の他方では、緑色画素と青色画素とが交互に配列され、かつ、これらの隣接する受光画素列では、該緑色画素同士が隣接しなように各色の画素が位置決めされていることが好ましい。
【０１３２】
本発明は、上記固体撮像装置において、前記受光画素で生成される信号電荷の量を調整する信号電荷調整部を備えたことが好ましい。
【０１３３】
本発明は、上記固体撮像装置において、前記受光画素は、半導体基板の表面に形成され、入射光を光電変換するフォトダイオードを含み、前記信号電荷調整部は、該半導体基板の裏面側に形成され、該各フォトダイオードで生成された信号電荷を引き抜くためのオーバーフロードレイン部を有し、前記駆動制御部は、該オーバーフロードレイン部に印加する制御電圧を、前記出力部から出力される画素信号に基づいて調整することが好ましい。
【０１３４】
本発明に係る固体撮像装置の駆動方法は、入射光の光電変換により信号電荷を生成する、マトリクス状に配列された複数の受光画素と、該受光画素の各列に沿って配置され、該各受光画素列の受光画素から読み出した信号電荷を垂直方向に転送する複数の垂直転送列部を含む垂直電荷転送部と、該複数の垂直転送列部から転送されてきた信号電荷を水平方向に転送する水平電荷転送部と、該複数の垂直転送列部の転送終端と該水平電荷転送部との間に設けられ、該垂直転送列部から該水平電荷転送部への信号電荷の転送を制御する境界転送部を備えた固体撮像装置を駆動する方法であって、該境界転送部では、該垂直転送列部から該水平電荷転送部へ信号電荷を読み出すための境界転送ゲートを、２ｎ（ｎ＞２）個の垂直転送列部が１周期となるよう配置し、該垂直転送列部からの１水平ライン上の全画素に対応する信号電荷がｎ回に分割されて該水平電荷転送部に読み出されるよう、該境界転送ゲートを駆動するものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【０１３５】
本発明は、上記固体撮像装置の駆動方法において、前記水平電荷転送部は、水平駆動方式を、ｍ相の駆動信号により、前記垂直電荷転送部からの信号電荷を転送する水平転送パケットを形成するｍ相駆動（ｍはｎ又はｎの約数）方式としたものであることが好ましい。
【０１３６】
本発明は、上記固体撮像装置の駆動方法において、前記水平電荷転送部は、前記水平転送パケットを、前記１周に対応する複数の垂直転送列部に対して１／ｍの倍数ピッチずらして、該１周に対応する複数の垂直転送列部の１水平ラインに相当する信号電荷を、該任意の回数に分けて、該垂直電荷転送部から受け取ることが好ましい。
【０１３７】
本発明は、上記固体撮像装置の駆動方法において、前記垂直電荷転送部から前記水平電荷転送部に信号電荷を読み出すとき、１周期に相当する２ｎ（ｎ＞２）個の垂直転送列部における１水平ラインに相当する画素信号を、ｎフィールドに分けて前記水平電荷転送部に読み出し、該水平電荷転送部に信号電荷を読み出すたびに、前記水平電荷転送部の水平転送動作を行って、該水平電荷転送部に読み出された信号電荷を、該水平電荷転送部後段の信号処理部に転送し、該信号処理部で、垂直転送列部における１水平ラインに相当する画素信号を合成することが好ましい。
【０１３８】
本発明は、上記固体撮像装置の駆動方法において、前記水平電荷転送部では、前記水平転送パケットを１／ｍピッチ移動させるたびに、隣接する水平転送パケットの各々に、隣接する垂直電荷転送列から同じ色の信号電荷を受け取って加算することが好ましい。
【０１３９】
本発明は、上記固体撮像装置の駆動方法において、前記水平電荷転送部では、１周期に対応する２ｎ個の垂直電荷転送列毎に、そのうちの１つの垂直電荷転送部のみから信号電荷を前記水平転送パケット内に受け取り、その後、前記水平電荷転送部の水平転送動作を行って、該水平電荷転送部に読み出された信号電荷を、該水平電荷転送部後段の信号処理部に転送し、該信号処理部で、垂直転送列部における１水平ラインに相当する画素信号をｎ分の１に間引いた画像信号を得ることが好ましい。
【０１４０】
本発明に電子情報機器は、電子情報機器であって、該撮像部は、上述した固体撮像装置であり、そのことにより上記目的が達成される。
【０１４１】
次に本発明の作用について説明する。
【０１４２】
本発明では、ＨＣＣＤ部での信号電極の転送を水平ｎ分割する場合の効率的な素子構成、駆動方法として、下記のような方法で、垂直電荷転送部と水平電荷転送部との間に設けられた加算部を構成している。
【０１４３】
水平ｎ分割方式（ｎ＞２）では、境界転送部（加算部）におけるゲート電極の構成として、２ｎ周期で同ゲート電極を、隣接するよう２列づつ配置し、これらのゲート電極を水平ｍ相駆動（ｍはｎ又はｎの約数）信号で駆動する構成を用いる。
【０１４４】
上記構成のＣＣＤイメージセンサにおいて、ＨＣＣＤで水平転送パケットを１／ｍの倍数ピッチずらして任意の回数読出しを行う。この場合、１回の読出しで同時に別色画素の画素信号を水平転送パケットに読み出す。これによって、１加算〜ｎ加算まで任意の画素数の加算が可能となり、また任意の位置（つまりＶＣＣＤ列）に対応する画素信号の加算が可能となる。
【０１４５】
たとえば、ビューファインダー用途で使われるような動作モードでは、１列目〜２ｎ列目までの垂直ＣＣＤ列のうち、１列目及び２列目のみの信号をそれぞれ２つの水平ＣＣＤパケット（水平転送パケット）に読み出す。
【０１４６】
本発明では、加算部の転送ゲートを、隣接するＶＣＣＤ列の２列づつに跨るよう配置しているため、異色画素（隣接画素）が読み出される。これは、１列目〜２ｎ列目のＶＣＣＤ列における画素信号のうち、１列目と２列目（１列目とは異色）のＶＣＣＤ列の画素信号を読み出す場合の動作である。
【０１４７】
さらに、２画素加算モードの場合には、１列目〜２ｎ列目までの垂直ＣＣＤ列（ＶＣＣＤ列）のうち、３列目及び４列目のＶＣＣＤ列からの画素信号を読み出した後に、水平ＣＣＤパケットを２画素分移動させて、１列目及び２列目のＶＣＣＤ列からの画素信号を読み出しを行う。この場合、水平ＣＣＤパケット（水平転送パケット）には２つのＶＣＣＤ列（１列目＋３列目）からの画素信号と、２つのＶＣＣＤ列（２列目＋４列目）の画素信号（１列目＋３列目の画素信号とは異色）とがそれぞれＨＣＣＤパケットに加算される。
【０１４８】
同様な動作を繰り返せば、つまり、ｎ画素加算モードの場合には、１列目〜２ｎ列目までの垂直ＣＣＤ列のうち、２ｎ−１列目及び２ｎ列目の信号を読み出した後に水平ＣＣＤパケットを２画素分移動させて、２ｎ−３列目及び２ｎ−２列目の信号を読み出しを行い、さらに水平ＣＣＤパケットを２画素分移動させて、２ｎ−５列目及び２ｎ−４列目の信号を読み出しを行うことで、最終的に、奇数番目のＶＣＣＤ列（１列目＋３列目＋・・・＋２ｎ−１列目）の画素信号と、偶数番目のＶＣＣＤ列（２列目＋４列目＋・・・＋２ｎ列目の画素信号）とがそれぞれＨＣＣＤパケットに加算される。
【０１４９】
この方法によれば、必要な画素列を必要な分だけ加算することができ、フレームモード動作を行った際にも、出力信号順序は画素配列どうりに読み出すことが可能となる。
【発明の効果】
【０１５０】
以上のように、本発明によれば、ビューファインダー用途などで使われる水平間引き動作時にもカラー画像が得られ、かつ、フレーム動作時にも出力信号順序を変えることなく容易な信号処理でフレーム画像が得られるカメラシステムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０１５１】
【図１】図１は、本発明の実施形態１による固体撮像装置としてＣＣＤイメージセンサを説明する図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態１によるＣＣＤイメージセンサにおける垂直転送部（ＶＣＣＤ部）、水平転送部（ＨＣＣＤ部）、及びこれらの間の加算部の具体的構成を示す図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態１によるＣＣＤイメージセンサの動作を説明する図であり、フレーム画像を得る動作例を示している。
【図４】図４は、本発明の実施形態１によるＣＣＤイメージセンサの動作を説明する図であり、水平４画素加算画像を得る動作例を示している。
【図５】図５は、本発明の実施形態１によるＣＣＤイメージセンサの動作を説明する図であり、水平１／４間引き画像を得る動作例を示している。
【図６】図６は、従来のＣＣＤイメージセンサ（第１の従来例）を説明する図であり、ＶＣＣＤ列を３列周期構成とした例を示している。
【図７】図７は、従来のＣＣＤイメージセンサ（第１の従来例）の動作を説明する図であり、３列周期構成のＣＣＤイメージセンサでフレーム画像を得る動作例を示す図である。
【図８】図８は、従来のＣＣＤイメージセンサ（第１の従来例）の動作を説明する図であり、３列周期構成のＣＣＤイメージセンサで水平３画素加算画像を得る動作例を示している。
【図９】図９は、従来のＣＣＤイメージセンサ（第１の従来例）の動作を説明する図であり、３列周期構成のＣＣＤイメージセンサで水平１／３間引き画像を得る動作例を示している。
【図１０】図１０は、従来のＣＣＤイメージセンサ（第２の従来例）を説明する図であり、ＶＣＣＤ列を４列周期構成とした例を示している。
【図１１】図１１は、従来のＣＣＤイメージセンサ（第２の従来例）の動作を説明する図であり、４列周期構成のＣＣＤイメージセンサでフレーム画像を得る動作例を示している。
【図１２】図１２は、従来のＣＣＤイメージセンサ（第２の従来例）の動作を説明する図であり、４列周期構成のＣＣＤイメージセンサで水平４画素加算画像を得る動作例を示している。
【図１３】図１３は、従来のＣＣＤイメージセンサ（第２の従来例）の動作を説明する図であり、４列周期構成のＣＣＤイメージセンサで水平１／４間引き画像を得る動作例を示している。
【図１４】図１４は、従来のＣＣＤイメージセンサ（第３の従来例）を説明する図であり、ＶＣＣＤ列を４列周期構成とした他の例を示している。
【図１５】図１５は、従来のＣＣＤイメージセンサ（第３の従来例）を説明する図であり、４列周期構成のＣＣＤイメージセンサでフレーム画像を得る動作例を示している。
【図１６】図１６は、従来のＣＣＤイメージセンサ（第３の従来例）の動作を説明する図であり、４列周期構成のＣＣＤイメージセンサで水平４画素加算画像を得る動作例を示している。
【図１７】図１７は、従来のＣＣＤイメージセンサ（第３の従来例）の動作を説明する図であり、４列周期構成のＣＣＤイメージセンサで水平１／４間引き画像を得る動作例を示している。
【図１８】図１８は、本発明の実施形態２として、上記実施形態１の固体撮像装置を撮像部に用いた電子情報機器の概略構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０１５２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【０１５３】
（実施形態１）
図１〜図５は、本発明の実施形態１による固体撮像装置を説明する図である。
【０１５４】
図１は、この実施形態１の固体撮像装置であるＣＣＤイメージセンサの概略構成を示している。
【０１５５】
この実施形態１のＣＣＤイメージセンサ１００は、半導体基板（図示せず）上に形成され、被写体の撮像を行うための撮像領域１ａを有し、該撮像領域１ａには、被写体からの入射光を光電変換する受光画素ＰＤがマトリクス状に配列されており、各受光画素列に沿って受光画素から読み出した信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送部として複数のＶＣＣＤ列Ｖが配置されている。ここで、上記ＶＣＣＤ列Ｖと、対応する受光画素列１０の各受光画素ＰＤとの間には、読み出しゲートＲｇが配置されており、受光画素ＰＤで生成された信号電荷は、該読み出しゲートＲｇを介してＶＣＣＤ列Ｖに読み出されるようになっている。ここで、撮像領域１ａにおける隣接する受光画素列の一方では、赤色画素（Ｒ画素）と緑色画素（Ｇ画素）とが交互に配列され、該隣接する受光画素列の他方では、緑色画素（Ｇ画素）と青色画素（Ｇ画素）とが交互に配列され、これらの隣接する受光画素列で、Ｇ画素同士が隣接しないようになっている。また、受光画素は、半導体基板の表面に形成され、入射光を光電変換するフォトダイオードを含んでいる。
【０１５６】
また、このＣＣＤイメージセンサ１００は、該撮像領域１ａの一端側に配置され、各ＶＣＣＤ列Ｖから転送されてきた信号電荷を水平方向に転送する水平電荷転送部（ＨＣＣＤ部）１００ｂと、該ＨＣＣＤ部１００ｂとＶＣＣＤ列Ｖとの間に設けられた境界転送部（加算部）１００ｃと、該ＨＣＣＤ部１ｂの一端側に配置され、ＨＣＣＤ部１ｂからの信号電荷を電圧信号に変換して画素信号Ｓｐを出力する出力部１ｃとを有している。
【０１５７】
さらに、このＣＣＤイメージセンサ１００は、ＶＣＣＤ部１００の駆動信号ΦＸ１、ΦＸ２、・・・、加算部１００ｃのゲートを駆動する駆動信号ΦＹ１、ΦＹ２、・・・、およびＨＣＣＤ部１００ｂの駆動信号ΦＨ１およびΦＨ２を生成するタイミング生成部（ＣＣＤ駆動部）１１ａと、該ＣＣＤイメージセンサ１００を構成する半導体基板の裏面側に設けられ、受光画素で生成された信号電荷をイメージセンサ１００の外部に排出するオーバーフロードレイン（図示せず）と、上記出力部１ｃからの画素信号Ｓｐに基づいて、上記タイミング生成部１１ａおよびオーバーフロードレイン（以下、ＯＦＤ部ともいう。）を、それぞれ制御信号ＣｔｇおよびＣｏｆｄにより制御する制御部１１ｂとを有している。つまり、ここでは、上記オーバーフロードレイン部は、これに印加する制御電圧Ｃｏｆｄにより、各受光画素ＰＤで生成された信号電荷を基板外部に引き抜くようになっている。
【０１５８】
図２は、本発明の実施形態１によるＣＣＤイメージセンサにおける垂直転送部（ＶＣＣＤ部）、水平転送部（ＨＣＣＤ部）、及びこれらの間の加算部の具体的構成を示す図である。
【０１５９】
この実施形態１のＣＣＤイメージセンサ１００では、水平４分割方式で水平４画素加算駆動が可能な画素構成を示している。ここで、水平ＣＣＤ（ＨＣＣＤ部）は、２相駆動信号ΦＨ１、ΦＨ２により駆動するよう構成されており、各駆動信号に対応する第１及び第２の水平転送ゲートＨ１及びＨ２が交互に配置されており、水平ＣＣＤ１パケット当たりに、垂直ＣＣＤ列（ＶＣＣＤ列）が４列配置されている。
【０１６０】
また、加算部における転送ゲート構成の周期は、ＶＣＣＤ列の８列を１周期とする８列周期であり、１周期内の８列のＶＣＣＤ列は、４つの転送ゲート（蓄積ゲート）Ｇ１１〜Ｇ１４、及び４つの転送ゲート（バリアゲート）Ｇ２１〜Ｇ２４により４分割されている。つまり、このＣＣＤイメージセンサ１００は、垂直転送部におけるＶＣＣＤ列は、４分割８周期構成（ｎ＝４＝分割方式：２ｎ＝８＝構成周期）となっている。
【０１６１】
また、ＶＣＣＤ列（Ｒ列）Ｖ１、Ｖ３、Ｖ５、Ｖ７とＶＣＣＤ列（Ｇ列）Ｖ２、Ｖ４、Ｖ６、Ｖ８の隣接する異色画素列が、同一ゲート構成となっている。すなわち、加算部１００ｃでは、１列目（Ｒ）と２列目（Ｇ）のＶＣＣＤ列に対応する転送ゲートがゲートＧ１１とゲートＧ２１で構成され、３列目（Ｒ）と４列目（Ｇ）のＶＣＣＤ列に対応する転送ゲートがゲートＧ１２とゲートＧ２２で構成され、５列目（Ｒ）と６列目（Ｇ）のＶＣＣＤ列に対応する転送ゲートがゲートＧ１３とゲートＧ２３で構成され、７列目（Ｒ）と８列目（Ｇ）のＶＣＣＤ列に対応する転送ゲートがゲートＧ１４とゲートＧ２４で構成されている。
【０１６２】
このように、この実施形態１のＣＣＤイメージセンサ１００は、ＶＣＣＤ列を８列周期の構成としたものであり、以下詳述する。
【０１６３】
この８列周期ＣＣＤイメージセンサ１００では、図２に示すように、撮像領域１ａ（図１参照）には、各受光画素列に沿って受光画素から読み出した信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送部列（ＶＣＣＤ列）が８列周期で繰り返し配置されている。なお、ここでは、１周期８列として、１組のＶＣＣＤ列Ｖ１〜Ｖ８を示しているが、実際は、このようなＶＣＣＤ列が、８列を１周期として、撮像領域における水平方向の画素数に対応する個数設けられており、これらのＶＣＣＤ列が垂直転送部（ＶＣＣＤ部）１００ａを構成している。
【０１６４】
また、上記各ＶＣＣＤ列と対応する受光画素列の各受光画素との間には、読み出しゲートが配置されており、受光画素で生成された信号電荷は、該読み出しゲートを介してＶＣＣＤ列に読み出されるようになっている。
【０１６５】
また、このＣＣＤイメージセンサ１００は、該撮像領域の一端側（つまり、ＶＣＣＤ列の転送終端側）に配置され、ＶＣＣＤ列から転送されてきた信号電荷を水平方向に転送する水平転送部（ＨＣＣＤ部）１００ｂと、該ＨＣＣＤ部１００ｂの一端側に配置され、ＨＣＣＤ部１００ｂからの信号電荷を電圧信号に変換して画素信号を出力する出力部１ｃ（図１参照）とを有している。
【０１６６】
また、このＣＣＤイメージセンサ１００は、上記ＶＣＣＤ部１００ａとＨＣＣＤ部１００ｂとの境界部分には、ＶＣＣＤ部１００ａからＨＣＣＤ部１００ｂへの信号電荷の転送を制御する境界転送部１００ｃを有している。この境界転送部１００ｃには、水平方向に沿って転送ゲートが２列設けられている。
【０１６７】
この境界転送部１００ｃは、８つのＶＣＣＤ列Ｖ１〜Ｖ８に対応する、ＶＣＣＤ列からの信号電荷を蓄積する転送ゲートＧ１１〜Ｇ１４と、８つのＶＣＣＤ列Ｖ１〜Ｖ８に対応する、ＶＣＣＤ列からＨＣＣＤ部への電荷転送の障壁（バリア）となる転送ゲートＧ２１〜Ｇ２４とを有している。
【０１６８】
ここで、これらの４つの転送ゲートＧ１１〜Ｇ１４は、境界転送部１００ｃのＶＣＣＤ部１００ａ側に配置されている。また、転送ゲートＧ１１は、８つのＶＣＣＤ列Ｖ１〜Ｖ８のうちの１列目及び２列目のＶＣＣＤ列Ｖ１及びＶ２に跨るよう配置され、転送ゲートＧ１２は、８つのＶＣＣＤ列Ｖ１〜Ｖ８のうちの３列目及び４列目のＶＣＣＤ列Ｖ３及びＶ４に跨るよう配置されている。また、転送ゲートＧ１３は、８つのＶＣＣＤ列Ｖ１〜Ｖ８のうちの５列目及び６列目のＶＣＣＤ列Ｖ５及びＶ６に跨るよう配置され、転送ゲートＧ１４は、８つのＶＣＣＤ列Ｖ１〜Ｖ８のうちの７列目及び８列目のＶＣＣＤ列Ｖ７及びＶ８に跨るよう配置されている。なお、厳密には、各転送ゲートＧ１１〜Ｇ１４は、各ＶＣＣＤ列に対応した、同一の配線により駆動信号が供給される２つのゲート電極からなる。
【０１６９】
さらに、これらの４つの転送ゲートＧ２１〜Ｇ２４は、境界転送部１００ｃのＨＣＣＤ部１００ｂ側に配置されている。また、転送ゲートＧ２１は、８つのＶＣＣＤ列Ｖ１〜Ｖ８のうちの１列目及び２列目のＶＣＣＤ列Ｖ１及びＶ２に跨るよう配置され、転送ゲートＧ２２は、８つのＶＣＣＤ列Ｖ１〜Ｖ８のうちの３列目及び４列目のＶＣＣＤ列Ｖ３及びＶ４に跨るよう配置されている。また、転送ゲートＧ２３は、８つのＶＣＣＤ列Ｖ１〜Ｖ８のうちの５列目及び６列目のＶＣＣＤ列Ｖ５及びＶ６に跨るよう配置され、転送ゲートＧ２４は、８つのＶＣＣＤ列Ｖ１〜Ｖ８のうちの７列目及び８列目のＶＣＣＤ列Ｖ７及びＶ８に跨るよう配置されている。なお、厳密には、各転送ゲートＧ２１〜Ｇ２４は、各ＶＣＣＤ列に対応した、同一の配線により駆動信号が供給される２つのゲート電極からなる。
【０１７０】
つまり、このＣＣＤイメージセンサ１００では、１組の８列周期のＶＣＣＤ列における１番目及び２番目の転送ゲートＧ１１は、他の組の８列周期のＶＣＣＤ列における１番目及び２番目の転送ゲートＧ１１と同一の駆動信号ΦＹ１１により駆動される。同様に、１組の８列周期のＶＣＣＤ列における３番目及び４番目の転送ゲートＧ１２、５番目及び６番目の転送ゲートＧ１３、及び７番目及び８番目の転送ゲートＧ１４は、他の組の８列周期のＶＣＣＤ列における、３番目及び４番目の転送ゲートＧ１２、５番目及び６番目の転送ゲートＧ１３、７番目及び８番目の転送ゲートＧ１４と同一の駆動信号ΦＹ１２、ΦＹ１３、ΦＹ１４により駆動される。
【０１７１】
また、このＣＣＤイメージセンサ１００では、１組の８列周期のＶＣＣＤ列における１番目及び２番目の転送ゲートＧ２１は、他の組の８列周期のＶＣＣＤ列における１番目及び２番目の転送ゲートＧ２１と同一の駆動信号ΦＹ２１により駆動される。同様に、１組の８列周期のＶＣＣＤ列における３番目及び４番目の転送ゲートＧ２２、５番目及び６番目の転送ゲートＧ２３、及び７番目及び８番目の転送ゲートＧ２４は、他の組の８列周期のＶＣＣＤ列における、３番目及び４番目の転送ゲートＧ２２、５番目及び６番目の転送ゲートＧ２３、７番目及び８番目の転送ゲートＧ２４と同一の駆動信号ΦＹ２２、ΦＹ２３、ΦＹ２４により駆動される。
【０１７２】
また、このＣＣＤイメージセンサ１００のＨＣＣＤ部１００ｂでは、第１及び第２の水平転送ゲートＨ１及びＨ２が２つのＶＣＣＤ列に跨るよう交互に配置されており、隣接する１組の第１及び第２の水平転送ゲートＨ１及びＨ２により、８つのＶＣＣＤ列における４つのＶＣＣＤ列に跨る水平転送パケットが形成され、隣接するもう１組の第１及び第２の水平転送ゲートＨ１及びＨ２により、８つのＶＣＣＤ列における４つのＶＣＣＤ列に跨る水平転送パケットが形成されるようになっている。ここで、水平転送パケットの移動は、隣接する水平転送パケットの境界が、８つのＶＣＣＤ列における１列目と２列目の間、３列目と４列目の間、５列目と６列目の間、７列目と８列目の間のいずれかに位置するよう、水平転送パケットの水平転送方向の長さの１／２をピッチとして行われる。
【０１７３】
次に動作について説明する。
【０１７４】
まず、この実施形態１のＣＣＤイメージセンサ１００においてフレーム画像を得る動作について、図３を用いて説明する。
【０１７５】
図３（ａ）は、図２に示すＣＣＤイメージセンサ１００の全体構成を示し、図３（ｂ）〜図３（ｅ）は、ＣＣＤイメージセンサにおけるＨＣＣＤ部への信号電荷の読み出し動作として、第１〜第４フィールドにおけるものを示している。
【０１７６】
最初に、第１フィールドの読出しを転送ゲートＧ１１及びＧ２１に対応するＶＣＣＤ列で行う。このとき水平ＣＣＤパケット３１とその前に位置する水平ＣＣＤパケットとの境界を、１周期の８つのＶＣＣＤ列の１列目と２列目の堺に設定する。この状態で、転送ゲートＧ１１及びＧ２１を駆動して、１周期の８つのＶＣＣＤ列の１列目及び２列目のＶＣＣＤ列Ｖ１及びＶ２から、Ｒ画素の信号電荷（×印）及びＧ画素の信号電荷（×印）を、対応する水平転送パケット３２及び３１に読み出す（図３（ｂ））。
【０１７７】
１列目と２列目のＶＣＣＤ列からＨＣＣＤ部への信号電荷の読出しが完了した後、ＨＣＣＤ部で水平走査を行い、１水平画素列における画素信号の１／４分の画素信号を出力させる。
【０１７８】
つぎに、第２フィールドの読出しを転送ゲートＧ１２及びＧ２２に対応するＶＣＣＤ列で行う。このとき隣接する水平ＣＣＤパケット３１及び３２の境界を、１周期の８つのＶＣＣＤ列の３列目と４列目の堺に設定する。この状態で、転送ゲートＧ１２及びＧ２２を駆動して、１周期の８つのＶＣＣＤ列の３列目及び４列目のＶＣＣＤ列Ｖ３及びＶ４から、Ｒ画素の信号電荷（○印）及びＧ画素の信号電荷（○印）を、対応する水平転送パケット３１及び３２に読み出す（図３（ｃ））。
【０１７９】
３列目と４列目のＶＣＣＤ列からＨＣＣＤ部への信号電荷の読出しが完了した後、ＨＣＣＤ部で水平走査を行い、１水平画素列における画素信号の１／４分の画素信号を出力させる。
【０１８０】
つぎに、第３フィールドの読出しを転送ゲートＧ１３及びＧ２３に対応するＶＣＣＤ列で行う。このとき隣接する水平ＣＣＤパケット３１及び３２の境界を、１周期の８つのＶＣＣＤ列の５列目と６列目の堺に設定する。この状態で、転送ゲートＧ１３及びＧ２３を駆動して、１周期の８つのＶＣＣＤ列の５列目及び６列目のＶＣＣＤ列Ｖ５及びＶ６から、Ｒ画素の信号電荷（＊印）及びＧ画素の信号電荷（＊印）を、対応する水平転送パケット３１及び３２に読み出す（図３（ｄ））。
【０１８１】
５列目と６列目のＶＣＣＤ列からＨＣＣＤ部への信号電荷の読出しが完了した後、ＨＣＣＤ部で水平走査を行い、１水平画素列における画素信号の１／４分の画素信号を出力させる。
【０１８２】
最後に、第４フィールドの読出しを転送ゲートＧ１４及びＧ２４に対応するＶＣＣＤ列で行う。このとき隣接する水平ＣＣＤパケット３１及び３２の境界を、１周期の８つのＶＣＣＤ列の７列目と８列目の堺に設定する。この状態で、転送ゲートＧ１４及びＧ２４を駆動して、１周期の８つのＶＣＣＤ列の７列目及び８列目のＶＣＣＤ列Ｖ７及びＶ８から、Ｒ画素の信号電荷（−印）及びＧ画素の信号電荷（−印）を、対応する水平転送パケット３１及び３２に読み出す（図３（ｅ））。
【０１８３】
７列目と８列目のＶＣＣＤ列からＨＣＣＤ部への信号電荷の読出しが完了した後、ＨＣＣＤ部で水平走査を行い、１水平画素列における画素信号の１／４分の画素信号を出力させる。
【０１８４】
以上の４回に渡ってＨＣＣＤ部へ読み出した画素信号を合成して１水平ライン分の画素信号を得る。このような読み出しを、ＶＣＣＤ部４００ａにおける垂直転送段数分だけに行って、１枚のフレーム画像に合成する。
【０１８５】
次に、この実施形態１のＣＣＤイメージセンサ１００において水平４画素加算画像を得る動作について、図４を用いて説明する。
【０１８６】
図４（ａ）は、図２に示すＣＣＤイメージセンサ１００の全体構成を示し、図４（ｂ）〜図４（ｅ）は、ＣＣＤイメージセンサにおけるＨＣＣＤ部への信号電荷の読み出しにより、信号電荷を順次加算する動作を示している。
【０１８７】
最初に、ＶＣＣＤ部からＨＣＣＤ部への読出しを転送ゲートＧ１４及びＧ２４に対応するＶＣＣＤ列で行う。このとき水平ＣＣＤパケット３１及び３２の境界を、１周期の８つのＶＣＣＤ列の７列目と８列目の堺に設定する。この状態で、転送ゲートＧ１４及びＧ２４を駆動して、１周期の８つのＶＣＣＤ列の７列目及び８列目のＶＣＣＤ列Ｖ７及びＶ８から、Ｒ画素の信号電荷（−印）及びＧ画素の信号電荷（−印）を、対応する水平転送パケット３１及び３２に読み出す（図４（ｂ））。
【０１８８】
つぎに、ＶＣＣＤ部からＨＣＣＤ部への読出しを転送ゲートＧ１３及びＧ２３に対応するＶＣＣＤ列で行う。このとき水平ＣＣＤパケット３１及び３２の境界を、１周期の８つのＶＣＣＤ列の５列目と６列目の堺に設定する。この状態で、転送ゲートＧ１３及びＧ２３を駆動して、１周期の８つのＶＣＣＤ列の５列目及び６列目のＶＣＣＤ列Ｖ５及びＶ６から、Ｒ画素の信号電荷（＊印）及びＧ画素の信号電荷（＊印）を、対応する水平転送パケット３１及び３２に読み出す（図４（ｃ））。
【０１８９】
つぎに、ＶＣＣＤ部からＨＣＣＤ部への読出しを転送ゲートＧ１２及びＧ２２に対応するＶＣＣＤ列で行う。このとき水平ＣＣＤパケット３１及び３２の境界を、１周期の８つのＶＣＣＤ列の３列目と４列目の堺に設定する。この状態で、転送ゲートＧ１２及びＧ２２を駆動して、１周期の８つのＶＣＣＤ列の３列目及び４列目のＶＣＣＤ列Ｖ３及びＶ４から、Ｒ画素の信号電荷（○印）及びＧ画素の信号電荷（○印）を、対応する水平転送パケット３１及び３２に読み出す（図４（ｄ））。
【０１９０】
最後に、ＶＣＣＤ部からＨＣＣＤ部への読出しを転送ゲートＧ１１及びＧ２１に対応するＶＣＣＤ列で行う。このとき水平ＣＣＤパケット３１及び３２の境界を、１周期の８つのＶＣＣＤ列の１列目と２列目の堺に設定する。この状態で、転送ゲートＧ１１及びＧ２１を駆動して、１周期の８つのＶＣＣＤ列の１列目及び２列目のＶＣＣＤ列Ｖ１及びＶ２から、Ｒ画素の信号電荷（×印）及びＧ画素の信号電荷（×印）を、対応する水平転送パケット３１及び３２に読み出す（図４（ｅ））。
【０１９１】
以上、ＶＣＣＤ列からＨＣＣＤ部への読出しが完了した後、ＨＣＣＤ部で水平走査を行い、１水平画素列における水平４画素加算分の信号を出力させる。このような読み出しを、ＶＣＣＤ部４００ａにおける垂直転送段数分だけに行って、１枚のフレームに対応する水平４画素加算画像が得られる。  次に、この実施形態１のＣＣＤイメージセンサ１００において水平１／４間引き画像を得る動作について、図５を用いて説明する。
【０１９２】
図５（ａ）は、図２に示すＣＣＤイメージセンサ１００のＶＣＣＤ部１００ａ及び加算部１００ｃとともに、ＨＣＣＤ部１００ｂでの水平転送パケットの配置を示している。
【０１９３】
ＶＣＣＤ部からＨＣＣＤ部への読出しを転送ゲートＧ１１及びＧ２１に対応するＶＣＣＤ列で行う。このとき水平ＣＣＤパケット３１及び３２の境界を、１周期の８つのＶＣＣＤ列の１列目と２列目の堺に設定する。この状態で、転送ゲートＧ１１及びＧ２１を駆動して、１周期の８つのＶＣＣＤ列の１列目及び２列目のＶＣＣＤ列Ｖ１及びＶ２から、Ｒ画素の信号電荷（×印）及びＧ画素の信号電荷（×印）を、対応する水平転送パケット３２及び３１に読み出す。
【０１９４】
ＶＣＣＤ列の１列目と２列目からＨＣＣＤ部への信号電荷の読出しが完了した後、ＨＣＣＤ部にて水平走査を行い、１水平画素列における水平画素列１／４間引き分の信号を出力させる。このように、読み出し処理及びスキャン処理を、ＶＣＣＤ部１００ａにおける垂直転送段数分だけ行って、１枚のフレームに対応する水平１／４間引き画像を得る。
【０１９５】
このとき１周期の８つのＶＣＣＤ列の１列目（Ｒ）と２列目（Ｇ）のＶＣＣＤ列から読み出される画素信号は、異色画素に対応するものであるため、この画素信号はカラー画像として使用可能になる。
【０１９６】
以上の動作によって、出力順序が画素配列に準じたフレーム画像と、任意の画素加算を行った加算画像と、異色画素を有した間引き画像の出力信号を得ることができる。
【０１９７】
このような構成の本実施形態１のＣＣＤイメージセンサでは、以下のような効果が得られる。
【０１９８】
つまり、本発明の実施形態では、ＨＣＣＤ部での信号電極の転送を水平ｎ分割する場合の効率的な素子構成及び駆動方法を実現するために、下記のような方法で、垂直電荷転送部と水平電荷転送部との間に設けられた加算部を構成している。
【０１９９】
水平ｎ分割方式（ｎ＞２）では、境界部（加算部）１００ｃにおけるゲート電極の構成として、２ｎ個のＶＣＣＤ列を１周期として、ゲート電極を左右に隣接するよう上下２列に配置し、これらのゲート電極を水平ｍ相駆動（ｍはｎ又はｎの約数）信号で駆動する構成を用いる。
【０２００】
上記構成のＣＣＤイメージセンサにおいて、ＨＣＣＤ部１００ｂで水平転送パケット３１及び３２を１／ｍの倍数ピッチずらして任意の回数読出しを行う。この場合、１回の読出しで同時に別色画素の画素信号を水平転送パケットに読み出す。これによって、１加算〜ｎ加算まで任意の画素数の加算が可能となり、また任意の位置（つまりＶＣＣＤ列）に対応する画素信号の加算が可能となる。
【０２０１】
たとえば、ビューファインダー用途で使われるような動作モードでは、１列目〜２ｎ列目までの垂直ＣＣＤ列Ｖ１〜Ｖ８のうち、１列目及び２列目のみの信号をそれぞれ２つの水平ＣＣＤパケット（水平転送パケット）３１及び３２に読み出す。
【０２０２】
本発明の実施形態では、加算部１００ｃの転送ゲートＧ１１〜Ｇ１４、Ｇ２１〜Ｇ２４を、隣接するＶＣＣＤ列の２列づつに跨るよう配置しているため、異色画素（隣接画素）が読み出される。これは、１列目〜８列目のＶＣＣＤ列Ｖ１〜Ｖ８における画素信号のうち、１列目と２列目（１列目とは異色）のＶＣＣＤ列の画素信号を読み出す場合の動作である。
【０２０３】
さらに、２画素加算モードの場合には、１列目〜８列目までの垂直ＣＣＤ列（ＶＣＣＤ列）Ｖ１〜Ｖ８のうち、３列目及び４列目のＶＣＣＤ列Ｖ３及びＶ４からの画素信号を読み出した後に、水平ＣＣＤパケットを２画素分移動させて、１列目及び２列目のＶＣＣＤ列Ｖ１及びＶ２からの画素信号を読み出しを行う。この場合、水平ＣＣＤパケット（水平転送パケット）には２つのＶＣＣＤ列（１列目＋３列目）Ｖ１及びＶ３からの画素信号と、２つのＶＣＣＤ列（２列目＋４列目）Ｖ２及びＶ４の画素信号（１列目＋３列目の画素信号とは異色）とがそれぞれＨＣＣＤパケット３１及び３２に加算される。
【０２０４】
同様な動作を繰り返せば、つまり、ｎ画素加算モードの場合には、１列目〜８列目までの垂直ＣＣＤ列Ｖ１〜Ｖ８のうち、７列目及び８列目の垂直ＣＣＤ列Ｖ７、Ｖ８の画素信号を読み出した後に水平ＣＣＤパケット３１及び３２を２画素分移動させて、５列目及び６列目の垂直ＣＣＤ列Ｖ７、Ｖ８の画素信号を読み出しを行い、さらに水平ＣＣＤパケットを２画素分移動させて、３列目及び４列目の垂直ＣＣＤ列Ｖ７、Ｖ８の画素信号を読み出しを行うことで、最終的に、奇数番目のＶＣＣＤ列（１列目＋３列目＋５列目＋７列目）Ｖ１、Ｖ３、Ｖ５、Ｖ７の画素信号と、偶数番目のＶＣＣＤ列（２列目＋４列目＋６列目＋８列目）Ｖ２、Ｖ４、Ｖ６、Ｖ８の画素信号とがそれぞれＨＣＣＤパケットに加算される。
【０２０５】
この方法によれば、必要な画素列を必要な分だけ加算することができ、フレームモード動作を行った際にも、出力信号順序は画素配列どうりに読み出すことが可能となる。
【０２０６】
このように、本実施形態１のＣＣＤイメージセンサ１００では、水平ｎ分割方式（ｎ＞２）において、垂直ＣＣＤ部１００ａと水平ＣＣＤ部１００ｂの境界部（加算部）１００ｃでのゲート構成を、ゲート電極を水平方向に２ｎ周期で配列し（つまり、ＶＣＣＤ列の１周期につき２ｎ個のゲート電極を設け）、かつ、隣接する転送ゲートが必ず同一の駆動信号により同一配線に接続し、さらに、転送ゲートとして、蓄積ゲートとバリアゲートとを水平方向に沿って２列に配置された構成としており、これらの転送ゲートを、水平駆動方式としてｍ相駆動（ｍはｎ又はｎの約数）する構成としたので、ＨＣＣＤを１／ｍの倍数ピッチずらして任意の回数読出しを行う（１回の読出しで同時に別色画素列の）ことによって、１加算〜ｎ加算まで任意の画素数の加算が可能となり、また任意の位置（ＶＣＣＤ列）での画素信号の加算が可能となる。これにより、ＣＣＤの水平ｎ分割する場合の効率的な素子構成、駆動方法を提供することができる。
【０２０７】
なお、上記実施形態では、ＣＣＤイメージセンサは、水平４分割方式で水平４画素加算駆動が可能な画素構成とし、水平ＣＣＤ（ＨＣＣＤ部）は、２相駆動信号ΦＨ１、ΦＨ２により駆動するよう構成しているが、上記のとおり、水平ｎ分割方式（ｎ＞２）とし、水平駆動方式としてｍ相駆動（ｍはｎ又はｎの約数）としてもよい。
【０２０８】
さらに、上記実施形態１では、特に説明しなかったが、上記実施形態１の固体撮像装置（ＣＣＤイメージセンサ）を撮像部に用いた、例えばデジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラなどのデジタルカメラや、画像入力カメラ、スキャナ、ファクシミリ、カメラ付き携帯電話装置などの、画像入力デバイスを有した電子情報機器について以下簡単に説明する。
（実施形態２）
図１８は、本発明の実施形態２として、実施形態１のＣＣＤイメージセンサを撮像部に用いた電子情報機器の概略構成例を示すブロック図である。
【０２０９】
図１８に示す本発明の実施形態２による電子情報機器９０は、本発明の上記実施形態１のＣＣＤイメージセンサを、被写体の撮影を行う撮像部９１として備えたものであり、このような撮像部による撮影により得られた高品位な画像データを記録用に所定の信号処理した後にデータ記録する記録メディアなどのメモリ部９２と、この画像データを表示用に所定の信号処理した後に液晶表示画面などの表示画面上に表示する液晶表示装置などの表示部９３と、この画像データを通信用に所定の信号処理をした後に通信処理する送受信装置などの通信部９４と、この画像データを印刷（印字）して出力（プリントアウト）する画像出力部９５とのうちの少なくともいずれかを有している。
【０２１０】
以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。
【産業上の利用可能性】
【０２１１】
本発明は、固体撮像装置およびその駆動方法、並びに電子情報機器の分野において、ビューファインダー用途などで使われる水平間引き動作時にもカラー画像が得られ、かつ、フレーム動作時にも出力信号順序を変えることなく容易な信号処理でフレーム画像が得られるカメラシステムを提供することができる。
【符号の説明】
【０２１２】
１ａ  撮像領域
１ｃ  出力部
１０  受光画素列
１１ａ  タイミング生成部（ＣＣＤ駆動部）
１１ｂ  制御部
３１、３２  水平転送パケット
１００  ＣＣＤイメージセンサ（固体撮像装置）
１００ａ  垂直電荷転送部（ＶＣＣＤ部）
１００ｂ  水平電荷転送部（ＨＣＣＤ部）
１００ｃ  境界転送部
Ｃｏｆｄ  制御電圧
Ｇ１１〜Ｇ１４  転送ゲート（電荷蓄積）
Ｇ２１〜Ｇ２４  転送ゲート（バリア）
Ｈ１、Ｈ２  水平転送ゲート
ＰＤ  受光画素
Ｒｇ  読み出しゲート
Ｖ、Ｖ１〜Ｖ８  ＶＣＣＤ列
ΦＨ１、ΦＨ２、ΦＸ１、ΦＸ２、ΦＹ１、ΦＹ２  駆動信号
【図１】
2011077732.tif 000003
【図２】
2011077732.tif 000004
【図３】
2011077732.tif 000005
【図４】
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【図５】
2011077732.tif 000007
【図６】
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【図７】
2011077732.tif 000009
【図８】
2011077732.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2011077732.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2011077732.tif 000017
【図１６】
2011077732.tif 000018
【図１７】
2011077732.tif 000019
【図１８】
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