(57)【要約】      （修正有）【課題】高速化と高画素化が両立され、画素加算を行う固体撮像装置およびその駆動方法を提供する。【解決手段】増幅型固体撮像装置において、Ｒ、Ｇ、Ｂをベイヤー配列で配置する。Ｇは水平２、垂直４画素、Ｂ、Ｒは水平、垂直３画素を基本単位とし、それぞれのエリアでの同色の画素からの信号を加算して出力する。加算後の各画素グループの重心は、画素領域内で偏在することなく均一に配置される。【選択図】図１
2008098971.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上に行列状に配置した受光部を含む複数の画素を有し、  
緑、赤、青の信号を取り出す前記画素をそれぞれ緑画素、赤画素、青画素として、
２つの前記緑画素と前記赤画素と前記青画素とがベイヤー配列で配置され、同色の前記画素からの信号同士を加算する駆動モードを備えた固体撮像装置であって、
前記緑画素は水平２画素、垂直４画素が緑画素加算エリアの基本単位であり、
前記青画素、赤画素は水平３画素、垂直３画素がそれぞれ青画素加算エリア、赤画素加算エリアの基本単位であり、
前記緑画素加算エリア内の前記緑画素からの信号同士、前記青画素加算エリア内の前記青画素からの信号同士、前記赤画素加算エリア内の前記赤画素からの信号同士を加算することを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
前記緑画素加算エリアは第１緑画素加算エリアと第２緑画素加算エリアを備え、
前記第１緑画素加算エリアと第２緑加算エリアは水平方向に２画素ずらして配置されることを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項３】
ぞれぞれの前記第１緑画素加算エリアおよび前記第２緑画素加算エリアは、前記青画素加算エリアおよび前記赤画素加算エリアと重なるように配置されていることを特徴とする請求項２記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記第１緑画素加算エリアは前記青画素加算エリアおよび前記赤画素加算エリアと重なるように配置されており、
前記第２緑画素加算エリアは前記赤画素加算エリアと重なるように配置されていることを特徴とする請求項２記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記緑画素加算エリアは第１緑加算エリアと第２緑画素加算エリアを備え、
前記第１緑加算エリアと第２緑加算エリアは水平方向に同じ位置に配置されることを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項６】
前記第１緑画素加算エリアは前記青画素加算エリアおよび前記赤画素加算エリアと重なるように配置されており、
前記第２緑画素加算エリアは前記青画素加算エリアと重なるように配置されていることを特徴とする請求項５記載の固体撮像装置。
【請求項７】
半導体基板上に行列状に配置した受光部を含む複数の画素を有し、  
緑、赤、青の信号を取り出す前記画素をそれぞれ緑画素、赤画素、青画素として、
２つの前記緑画素と前記赤画素と前記青画素とがベイヤー配列で配置され、同色の前記画素からの信号同士を加算する駆動モードを備えた固体撮像装置であって、
前記緑画素は水平２画素、垂直４画素が緑画素加算エリアの基本単位であり、
前記青画素、赤画素は水平３画素、垂直３画素がそれぞれ青画素加算エリア、赤画素加算エリアの基本単位であり、
前記緑画素加算エリア内の前記緑画素からの信号同士を加算し、前記青画素加算エリア内の一部の前記青画素からの信号同士を加算し、前記赤画素加算エリア内の一部の前記赤画素からの信号同士を加算することを特徴とする固体撮像装置。
【請求項８】
前記緑画素加算エリアは第１緑加算エリアと第２緑画素加算エリアを備え、
前記第１緑画素加算エリアと第２緑加算エリアは水平方向に２画素ずらして配置されることを特徴とする請求項７記載の固体撮像装置。
【請求項９】
ぞれぞれの前記第１緑画素加算エリアおよび前記第２緑画素加算エリアは、前記青画素加算エリアおよび前記赤画素加算エリアと重なるように配置されていることを特徴とする請求項８記載の固体撮像装置。
【請求項１０】
前記緑の画素加算エリアは第１緑加算エリアと第２緑画素加算エリアを備え、
前記第１緑加算エリアと第２緑加算エリアは水平方向に同じ位置に配置されることを特徴とする請求項７記載の固体撮像装置。
【請求項１１】
ぞれぞれの前記第１緑画素加算エリアおよび前記第２緑画素加算エリアは、前記青画素加算エリアおよび前記赤画素加算エリアと重なるように配置されていることを特徴とする請求項１０記載の固体撮像装置。
【請求項１２】
前記固体撮像装置は、前記受光部と、転送手段と、増幅手段と、前記増幅手段からの信号を伝える垂直信号線と備え、
前記垂直信号線の後段には４つの信号蓄積手段を備えたことを特徴とする請求項１〜１１に記載の固体撮像装置。
【請求項１３】
前記固体撮像装置は、前記受光部と、転送手段と、増幅手段と、前記増幅手段からの信号を伝える２本の垂直信号線と備え、
前記垂直信号線は奇数列と偶数列に対応し、さらに、ぞれぞれの前記垂直信号線に対して２つの信号蓄積手段を備えたことを特徴とする請求項１〜１１に記載の固体撮像装置
【請求項１４】
それぞれの前記垂直信号線に対して前記信号蓄積手段の後段に２つの選択手段が設けられていることを特徴とする請求項１３記載の固体撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画素加算モードを備える固体撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルスチルカメラなどの撮像装置は画質及び機能の更なる向上が要望されており、その撮像装置に搭載される固体撮像装置には、画素加算（画素混合）の手法により高速化を行うための技術が用いられている。そこで、図面を参照にしながら、特許文献１に示された従来技術の固体撮像装置について説明する。
【０００３】
図２５は、特許文献１に示された従来技術の固体撮像装置の構成図である。
【０００４】
１０１１は、光電変換素子とその前面に装着されるカラーフィルタである。ここでは、カラーフィルタ配列を例えばベイヤー配列とする。ここで、ＧｒとＧｂは実際には同色であるが、動作の説明の便宜上、水平両サイドをＲフィルタで挟まれるフィルタ画素をＧｒ、水平両サイドをＢフィルタで挟まれるフィルタ画素をＧｂと表記している。１０１２はＶ１からＶ１２で構成される１２相の垂直転送段、１０１３はＨ１とＨ２で構成される２相の水平転送段、１０１４は出力アンプ、１０１５は前記Ｖ１からＶ１２で構成される１２相の垂直転送段１０１２の延長で、ゲートは独立配線されており、Ｖ１３からＶ４８で構成される垂直−水平転送制御部、１０１６はＧｒの画素加算エリアの基本単位、１０１７はＢの画素加算エリアの基本単位、１０１８はＧｂの画素加算エリアの基本単位、１０１９はＲの画素加算エリアの基本単位である。
【０００５】
また、光電変換素子からの信号電荷は垂直転送段１０１２に読み出され、各々同色の画素が３画素、垂直転送段１０１２内で加算される。また、垂直−水平転送制御部１０１５はＶ１３からＶ４８の全てのゲートを垂直転送段１０１２と同様に通常の６相モードで駆動することで、垂直−水平転送制御部１０１５内に前記３画素加算されたＧｒ及びＲの信号電荷が蓄積される。次に、垂直−水平転送制御部１０１５のＶ３７〜Ｖ４２とＶ１９〜Ｖ２４のみを通常の６相駆動で動作させることで、Ｖ４２の列とＶ２４の列の各々ＧｒとＲの信号電荷のみが水平転送段１０１３内へ転送される。次に、水平転送段１０１３を通常の２相駆動モードで、２段転送する。その後、垂直−水平転送制御部１０１５のＶ２５〜Ｖ３０とＶ４３〜Ｖ４８のみを通常の６相駆動で動作させることで、Ｖ３０の列とＶ４８の列の各々ＧｒとＲの信号電荷のみが水平転送段１０１３内へ転送され、水平転送段１０１３内の同色の信号電荷と加算され、水平転送段１０１３内で都合６画素の各々ＧｒとＲの信号電荷が加算される。更に、水平転送段１０１３を通常の２相駆動モードで、２段転送した後、垂直−水平転送制御部１０１５のＶ１３〜Ｖ１８とＶ３１〜Ｖ３６のみを通常の６相駆動で動作させることで、Ｖ１８の列とＶ３６の列の各々ＧｒとＲの信号電荷のみが水平転送段１０１３内へ転送され、水平転送段１０１３内の同色の信号電荷と加算され、水平転送段１０１３内で都合９画素の各々ＧｒとＲの信号電荷が加算される。その後水平転送段１０１３を通常の２相駆動で動作させ、出力アンプ１０１４を介して、固体撮像素子より９画素加算した各々ＧｒとＲの信号を出力する。
【０００６】
以上の一連の動作を繰り返すことにより次のラインでは、固体撮像素子より９画素加算した各々ＢとＧｂの信号を出力する。
【０００７】
また、従来技術として特許文献２には４画素加算（一部、２画素加算）を行う固体撮像装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００４−３１２１４０号公報
【特許文献２】特開２００１−３６９２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
現在のデジタルスチルカメラ（コンパクトデジタルスチルカメラ）では、そのカメラに搭載される固体撮像装置で画素加算を行わない場合は静止画撮影モードであり、画素加算を行う場合は静止画を撮影するために被写体を描写する、いわゆる動画モニターモード、あるいは静止画よりも大きく解像度が落ちた状態で行う動画撮影モードとして用いられる場合が多い。また、固体撮像装置が搭載されるデジタルスチルカメラは、現在最も高画素の場合で１０００万画素程度であり、この画素内で高速化と高画素化（高解像度）をさらに高い次元で両立させることが求められている、
しかし、特許文献１に示された９画素加算方式の固体撮像装置は、加算（混合）後の画素数の減少が大きいために、高速化と高画素化を高い次元での両立が求められる撮像装置（例えば、一眼レフデジタルスチルカメラ）には用いることができない場合があった。
【０００９】
また、特許文献２に示された固体撮像装置では、最も大事なＧ画素が２画素しか加算しておらず、さらに一方向の斜めにのみ加算されているので、感度が低い、右斜めと左斜めで解像度がことなるだけでなく偽解像（モアレ）の原因になる、という不具合を有していた。
【００１０】
前記課題に鑑み、本発明は高速化と高画素化（高解像度）が両立され、画素加算を行う固体撮像装置およびその駆動方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題に鑑み、本発明の第１の固体撮像装置は、半導体基板上に行列状に配置した受光部を含む複数の画素を有し、緑、赤、青の信号を取り出す前記画素をそれぞれ緑画素、赤画素、青画素として、２つの前記緑画素と前記赤画素と前記青画素とがベイヤー配列で配置され、同色の前記画素からの信号同士を加算する駆動モードを備えた固体撮像装置であって、前記緑画素は水平２画素、垂直４画素が緑画素加算エリアの基本単位であり、前記青画素、赤画素は水平３画素、垂直３画素がそれぞれ青画素加算エリア、赤画素加算エリアの基本単位であり、前記緑画素加算エリア内の前記緑画素からの信号同士、前記青画素加算エリア内の前記青画素からの信号同士、前記赤画素加算エリア内の前記赤画素からの信号同士を加算することを特徴とするものである。
【００１２】
なお、本発明の第１の固体撮像装置は、緑画素加算エリアは第１緑画素加算エリアと第２緑画素加算エリアを備え、第１緑画素加算エリアと第２緑加算エリアは水平方向に２画素ずらして配置されることがより好ましい。
【００１３】
なお、本発明の第１の固体撮像装置は、ぞれぞれの第１緑画素加算エリアおよび第２緑画素加算エリアは、青画素加算エリアおよび赤画素加算エリアと重なるように配置されていることがより好ましい。
【００１４】
なお、本発明の第１の固体撮像装置は、第１緑画素加算エリアは青画素加算エリアおよび赤画素加算エリアと重なるように配置されており、第２緑画素加算エリアは赤画素加算エリアと重なるように配置されていることがより好ましい。
【００１５】
なお、本発明の第１の固体撮像装置は、緑画素加算エリアは第１緑加算エリアと第２緑画素加算エリアを備え、第１緑加算エリアと第２緑加算エリアは水平方向に同じ位置に配置されることであることがより好ましい。
【００１６】
なお、本発明の第１の固体撮像装置は、第１緑画素加算エリアは青画素加算エリアおよび赤画素加算エリアと重なるように配置されており、第２緑画素加算エリアは青画素加算エリアと重なるように配置されていることがより好ましい。
【００１７】
さらに、本発明の第２の固体撮像装置は、半導体基板上に行列状に配置した受光部を含む複数の画素を有し、緑、赤、青の信号を取り出す前記画素をそれぞれ緑画素、赤画素、青画素として、２つの前記緑画素と前記赤画素と前記青画素とがベイヤー配列で配置され、同色の前記画素からの信号同士を加算する駆動モードを備えた固体撮像装置であって、前記緑画素は水平２画素、垂直４画素が緑画素加算エリアの基本単位であり、前記青画素、赤画素は水平３画素、垂直３画素がそれぞれ青画素加算エリア、赤画素加算エリアの基本単位であり、前記緑画素加算エリア内の前記緑画素からの信号同士を加算し、前記青画素加算エリア内の一部の前記青画素からの信号同士を加算し、前記赤画素加算エリア内の一部の前記赤画素からの信号同士を加算することを特徴とするものである。
【００１８】
なお、本発明の第２の固体撮像装置は、緑画素加算エリアは第１緑加算エリアと第２緑画素加算エリアを備え、第１緑画素加算エリアと第２緑加算エリアは水平方向に２画素ずらして配置されることがより好ましい。
【００１９】
なお、本発明の第２の固体撮像装置は、ぞれぞれの第１緑画素加算エリアおよび第２緑画素加算エリアは、青画素加算エリアおよび赤画素加算エリアと重なるように配置されていることがより好ましい。
【００２０】
なお、本発明の第２の固体撮像装置は、緑の画素加算エリアは第１緑加算エリアと第２緑画素加算エリアを備え、第１緑加算エリアと第２緑加算エリアは水平方向に同じ位置に配置されることがより好ましい。
なお、本発明の第２の固体撮像装置は、ぞれぞれの第１緑画素加算エリアおよび第２緑画素加算エリアは、青画素加算エリアおよび赤画素加算エリアと重なるように配置されていることがより好ましい。
【００２１】
さらに、本発明の第１、第２の固体撮像装置は、固体撮像装置は、受光部と、転送手段と、増幅手段と、増幅手段からの信号を伝える垂直信号線と備え、垂直信号線の後段には４つの信号蓄積手段を備えていることがより好ましい。
【００２２】
さらに、本発明の第１、第２の固体撮像装置は、固体撮像装置は、受光部と、転送手段と、増幅手段と、増幅手段からの信号を伝える２本の垂直信号線と備え、垂直信号線は奇数列と偶数列に対応し、さらに、ぞれぞれの垂直信号線に対して２つの信号蓄積手段を備えていることがより好ましい。
【００２３】
さらに、本発明の第１、第２の固体撮像装置は、それぞれの垂直信号線に対して信号蓄積手段の後段に２つの選択手段が設けられていることがより好ましい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の固体撮像装置は高速化と高画素化（高解像度）をさらに高い次元で両立させることができ、偽解像（モアレ）の発生を防ぐことが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
（第１の実施形態）
以下、図面を参照しながら本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置およびその駆動方法について説明する。
【００２６】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置およびその駆動方法の画素加算パターンを示したイメージ図である。
【００２７】
図１に示すように、カラーフィルタ配列は例えばベイヤー配列である。また、動作の説明の便宜上、水平両サイドをＲフィルタで挟まれるフィルタ画素をＧｒ、水平両サイドをＢフィルタで挟まれるフィルタ画素をＧｂとしているが、実際にはＧｒとＧｂは同色である。
【００２８】
図１に示すように、カラーフィルタ配列は、緑（以下、Ｇと呼ぶ）Ｇ１５、Ｇ２６、Ｇ３５、Ｇ４６を第１のＧグループ、Ｇ３３、Ｇ４４、Ｇ５３、Ｇ６４を第２のＧグループ、赤（以下、Ｒと呼ぶ）Ｒ３４、Ｒ５４、Ｒ３６、Ｒ５６をＲグループ、青（以下、Ｂと呼ぶ）Ｂ２３、Ｂ２５、Ｂ４３、Ｂ４５をＢグループとして画素加算（４画素加算）を行う。
その画素加算により、第１のＧグループの重心はＧ１重心１１となり、Ｒグループの重心はＲ重心２となり、Ｂグループの重心はＢ重心３となり、第２のＧグループの重心はＧ２重心４となる。
【００２９】
したがって、図１に示された本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置は画素加算を行った場合、それぞれの重心（Ｇ１重心１１、Ｒ重心２、Ｂ重心３、Ｇ２重心４）は、隣接するそれぞれの重心群（Ｇ１重心（図示せず）、Ｒ重心（図示せず）、Ｂ重心１３、Ｇ２重心１４）に対して、偏ることなく各々の重心を配置させることができる。
【００３０】
さらに、図１に示された本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置は画素加算を行った場合、この４組の重心（Ｇ１重心１１、Ｒ重心２、Ｂ重心３、Ｇ２重心４）の並び方を、加算前のベイヤー配列ＲＧ／ＧＢに類似させることができる。
さらに、図１に示された本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置は画素加算を行った場合、視覚的に解像度を決める緑の重心を、偏ることなく市松状に配置させることができる。
【００３１】
次に、本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置の装置構成について説明する。なお、本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置は、後述する第１〜第４構造のいずれかを用いることができる。
【００３２】
まず、図５を用いて、本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置であり、図１に示された画素加算を行う第１構造について説明する。
【００３３】
図５に示すように、固体撮像装置は増幅型固体撮像装置であり、シリコン基板内部に設けられたフォトダイオード５０１に入射した光は光電変換され電荷として蓄積される。また、電荷は、あらかじめ決められた時間蓄積された後に転送ゲート５０２を開けることにより、増幅トランジスタ５０３のゲート電極に転送され、増幅された信号が垂直信号線５０４に選択トランジスタ５０５を介して信号電圧として出力される。また、垂直信号線５０４に現れた信号電圧は信号振り分けトランジスタ群５を通り信号蓄積容量６−１−１，６−１−２・・・・６−ｎ−１，６−ｎ−２に一時蓄積される。その後、水平スイッチ７−１−１，７−１−２・・・・７−ｎ−１，７−ｎ−２を順次ＯＮすることにより、水平信号線８−１、８−２から順次信号が読み出される。増幅トランジスタ５０３のゲート電極に転送された電荷は、リセットトランジスタ５０６をＯＮすることにより排出される。
【００３４】
また、Ｇ１１、Ｒ１２、・・・とＧ３１、Ｒ３２、・・・・・の２つの行を同時に読み出すことにより、Ｇ１１とＧ３１、Ｒ１２とＲ３２、Ｇ１３とＧ３３、Ｒ１４とＲ３４の信号をそれぞれ加算したものを、信号振り分けトランジスタ群５のうちひとつの垂直信号線に設けられた２つのスイッチの左側のスイッチをＯＮすることにより、信号蓄積容量６―１―１、６−２−１、６−３−１、６−４−１にそれぞれ蓄積する。
【００３５】
次に、水平スイッチ７−２−１、７−４−１を同時にＯＮすることによりＲ１２、Ｒ３２、Ｒ１４、Ｒ３４を加算した信号が第２の水平信号線８―２より出力される。
【００３６】
次に、Ｂ２１、Ｇ２２、・・・・・とＢ４１、Ｇ４２、・・・・の２つの行を同時に読み出し、信号振り分けトランジスタ群５のうちひとつの垂直信号線に設けられた２つのスイッチの右側のスイッチをＯＮする。これにより、Ｂ２１とＢ４１、Ｇ２２とＧ４２、Ｂ２３とＢ４３、Ｇ２４とＧ４４の信号をそれぞれ加算したものを、信号蓄積容量６―１―２、６−２−２、６−３−２、６−４−２にそれぞれ蓄積する。
【００３７】
次に、水平スイッチ７−１−２、７−３−２を同時にＯＮすると、Ｂ２１、Ｂ４１、Ｂ２３、Ｂ４３を加算した信号が第２の水平信号線８―２より出力される。
【００３８】
次に、水平スイッチ７−１−１、７−２−２を同時にＯＮすると、Ｇ１１、Ｇ３１、Ｇ２２、Ｇ４４を加算した信号が第１の水平信号線８―１から出力される。さらに水平スイッチ７−３−１、７−４−２を同時にＯＮすると、Ｇ１３、Ｇ３３、Ｇ２４、Ｇ４４を加算した信号が第１の水平信号線８―１から出力される。
【００３９】
また、本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置では、１回目のＧ１１、Ｒ１２，・・・とＧ３１、Ｒ３２、・・・・・の２つの行を同時に読み出す時に、信号蓄積容量６―１―１に蓄積したＧ１１＋Ｇ３１の信号と、信号蓄積容量６―３―１に蓄積したＧ１３＋Ｇ３３の信号を一旦読み出さずに、次のＢ２１、Ｇ２２、・・・・・とＢ４１、Ｇ４２、・・・・の２つの行を同時に読み出すことを行う。
【００４０】
この装置および駆動により、本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置は、次のＧの信号（Ｇ２２＋Ｇ４２とＧ２４＋Ｇ４４）の信号が水平蓄積容量に蓄積されるのを待って読み出すことができ、Ｇ１１＋Ｇ３１とＧ２２＋Ｇ４２を加算して読み出すことができる。
【００４１】
なお、Ｇ１３＋Ｇ３３とＧ２４＋Ｇ４４の加算は、上述したＧ１１＋Ｇ３１とＧ２２＋Ｇ４２を加算させる駆動と同じように行う。
【００４２】
なお、この上述したＧ１１＋Ｇ３１とＧ２２＋Ｇ４２を加算させる駆動では、第１の読み出しで水平スイッチ７−２−１、７−４−１（Ｒ信号）をＯＮとし、第２の読み出しで水平スイッチ７−１−２，７−３−２（Ｂ信号）、水平スイッチ７−１−１，７−２−２（Ｇ１信号）および水平スイッチ７−３−１，７−４−２（Ｇ２信号）をＯＮし、これらを交互に繰り返すことになるが、このときに第１の読み出しと第２の読み出しで信号の数が異なる場合がある。その場合（第１の読み出しと第２の読み出しで信号の量が異なる場合）は、第１の読み出しで水平スイッチ７−２−１、７−４−１（Ｒ信号）、水平スイッチ７−１−１、７−２−２（Ｇ１信号）をＯＮとし、第２の読み出しで水平スイッチ７−１−２、７−３−２（Ｂ信号）、水平スイッチ７−３−１、７−４−２（Ｇ２信号）をＯＮし、これらを交互に繰り返す駆動にすれば、緑（Ｇ）画素の読み出しが２行ごとに上下に２画素分ずれるため、図１に示された読み出しの配列になる。
【００４３】
すなわち、第１の読み出しと第２の読み出しで信号の数が異なる場合は、第１の読み出しの水平スイッチ７―２―１、７―４−１（Ｒ信号）と第２の読み出しの水平スイッチ７−１−２，７−３−２（Ｂ信号）の読み出しを入れ替えれば、この問題を解決することができる。
【００４４】
また、ＲとＢの画素は縦方向に２画素加算するだけなので、１回の縦方向の加算で読み出し、水平蓄積容量に蓄積した信号はすぐに水平スイッチをＯＮすることにより、水平方向の加算をして読み出すことができる。
【００４５】
しかし、Ｇ画素は縦方向に４つの画素を加算するため、１回の縦方向の加算信号を蓄積容量に蓄積した後すぐに水平スイッチをＯＮして読み出すことができない。すなわち、もう一度次の垂直加算の動作により信号蓄積容量に次の信号が来るまで待っていなければならない。すなわち、本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置は、そのＧ信号待ちの方法を隣接する２行ごとにずらすことにより４画素加算したＧ画素の重心を千鳥（市松）状に読み出すことができる。
【００４６】
具体的には１回目の読み出しに水平スイッチ７−２−１、７−４−１のみをＯＮし、Ｂの４画素加算信号を読み出したが、このとき水平スイッチ７−３−１、７−４−２を同時にＯＮしＧの加算信号を読み出す。これにより、４画素加算になる。そして、２回目の読み出しのとき水平スイッチ７−１−１、７−２−２は同時にＯＮすればＧ１１＋Ｇ１３＋Ｇ２２＋Ｇ４２の４画素が加算されるが、水平スイッチ７−３−１、７−４−２はＯＮしない。
【００４７】
さらに、その次の読み出しの際、水平スイッチ７−１−１、７−２−２はＯＮしないで、水平スイッチ７−３−１、７−４−２はＯＮする。このような読み出しで４画素加算された信号を千鳥（市松）状に読み出せる。
【００４８】
次に、図７を用いて本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置であり、図１に示された画素加算を行う第２構造について説明する。
【００４９】
図７に示すように、固体撮像装置は増幅型固体撮像装置であり、シリコン基板内部に設けられたフォトダイオード５０１に入射した光は光電変換され電荷として蓄積される。また、電荷は、あらかじめ決められた時間蓄積された後、転送ゲート５０２を開けることにより増幅トランジスタ５０３のゲート電極に転送され、増幅された信号が垂直信号線５０４に選択トランジスタ５０５を介して信号電圧として出力される。また、垂直信号線５０４に現れた信号電圧は、信号振り分けトランジスタ群５を通り、信号蓄積容量６−１−１、６−１−２・・・・６−ｎ−１，６−ｎ−２に一時蓄積される。その後、水平スイッチ７−１−１，７−１−２を順次ＯＮすることにより、水平信号線８−１、８−２から順次信号が読み出される。増幅トランジスタ５０３のゲート電極に転送された電荷はリセットトランジスタ５０６をＯＮすることにより排出される。すなわち、図５に示された第１構造とは、読み出す画素を列ごとに入れ替えたことが異なる。
【００５０】
この第２構造の場合、図１に示された画素構成と画素加算を行うと、行からの出力がＧ（緑）だけの行と、Ｒ（赤），Ｂ（青）の行とに分けることができるという長所がある。
【００５１】
次に、図２１を用いて本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置であり、図１に示された画素加算を行う第３構造について説明する。
【００５２】
図１０に示すように、固体撮像装置は増幅型固体撮像装置であり、シリコン基板内部に設けられたフォトダイオード５０１に入射した光は光電変換され、電荷として蓄積される。また、電荷は、あらかじめ決められた時間蓄積された後、転送ゲート５０２を開けることにより、増幅トランジスタ５０３のゲート電極に転送され、増幅された信号は垂直信号線５１から信号電圧として出力される。
【００５３】
なお、図１０には選択トランジスタの記載がないが、第３構造では選択トランジスタを設けていてもよい。
【００５４】
なお、選択トランジスタを設けていない場合の本実施形態の固体撮像装置について、図２３を用いて説明する。図２３は、本発明の第１の実施形態に係るＭＯＳ型イメージセンサにおける光電変換セルの回路構成図であり、同図において、２０１は光電変換を行なうＰＤ部、２０２は光電変換後の電荷を蓄積するＦＤ部、２０３はＦＤ部２０２に電荷転送を行う転送ゲート、２０４はＦＤ部２０２の電荷を掃き出すリセットゲート、２０５はＦＤ部２０２の電荷検出を行う画素アンプ、２０６は画素アンプ２０５と共にソースフォロワアンプを形成するためのロードトランジスタ、２０７は光電変換セル部に共通電源電圧信号ＶＤＤＣＥＬを印加する共通電源線、２０８は転送ゲート２０３に読み出し信号ＲＥＡＤを印加する読み出しパルス線、２０９はＦＤ部２の電荷を掃き出すリセット信号ＲＥＳＥＴが印加されるリセットパルス線、２１０は画素アンプ２０５で検出された画素信号ＶＯを伝達する出力信号線、２１１はロードトランジスタ２０６のゲートにロードゲート信号ＬＧＣＥＬを印加するロードゲート線、２１２はロードトランジスタ２０６に共通にソース電源電圧信号ＳＣＥＬを印加するソース共通電源線である。
【００５５】
また、図１０に示すように、一つの行に対応して一つの垂直信号線５１が設けられており、この出力線１本に対応して４つの信号蓄積容量群５２が設けられている。
【００５６】
また、一つの垂直信号線５１からの出力を、この４つの信号蓄積容量群５２に信号を振り分けるのは、信号振り分けスイッチ群５３である。また、行方向４画素の加算とともに、列方向の加算は水平マルチプレクサ５４で行い、水平出力線群５５に振り分られる。この構造からわかるように、垂直方向は４画素分信号を蓄積でき、水平方向は水平マルチプレクサで自由に信号を加算できる。したがって、本実施形態の画素加算が可能になる。
【００５７】
以上説明したように、第３の構造は、第１、第２の構造と比較して水平蓄積容量が２倍の数設けられており、一行ごとに順次読み出した信号をこの蓄積容量に順次蓄積していくことができるという理由から装置構造が簡単であり、このような簡単な構造でも図１に示された画素加算を行うことができるという長所を備えている。
【００５８】
次に、図１５を用いて本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置であり、図１に示された画素加算を行う第４構造について説明する。
【００５９】
図１５に示すように、固体撮像装置は増幅型固体撮像装置であり、シリコン基板内部に設けられたフォトダイオード５０１に入射した光は光電変換され電荷として蓄積される。また、電荷は、あらかじめ決められた時間蓄積された後、転送ゲート５０２を開けることにより増幅トランジスタ５０３のゲート電極に転送され、増幅された信号は垂直信号線５１−１、または５２−２に信号電圧として出力される。また、奇数列と偶数列に対応する垂直信号線５１−１，５１−２を２本設けている。さらに、垂直信号線５１−１，５１−２に対してそれぞれ２つの水平蓄積容量と水平スイッチが設けられている。なお、一つの行に対して合計４つの水平蓄積容量と合計４つの水平スイッチが設けられていることは第３の構造と同じである。
【００６０】
また、行方向４画素の加算とともに、列方向の加算は水平マルチプレクサ５４で行い、水平出力線群５５に振り分られる。
【００６１】
以上説明したように、第４の構造は、隣接する２つの行を同時に選択し、動作させ、２つの垂直信号線を通して信号を読み出せるという理由から、他の構造よりも読み出し速度を向上させることができるという利点を備えている。
【００６２】
図面（図１、図５、図７、図１０、図１５）を用いて説明したように、本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置は、以下の優れた特性を備えている。
【００６３】
まず、本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置はＭＯＳ型固体撮像装置であり、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）型固体撮像装置のように電荷転送による信号読出しではないために、画素加算を行わない同士を比較すれば、ＭＯＳ型固体撮像装置はＣＣＤ型固体撮像装置よりも一般的には電荷信号の高速読出しを行うことができる。
【００６４】
従来技術（特許文献１）に示されたＣＣＤ型固体撮像装置では読出し速度の向上のために多くの画素を加算させる必要があり、具体的には９画素の加算により高速化を図っている。
【００６５】
一方、本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置は、図２５に示す従来技術（特許文献１）と同様に画素加算により高速化を行うが、ＭＯＳ型構造であるため、９画素加算よりも少ない画素加算（４画素加算）であっても従来技術（特許文献１）に示されたＣＣＤ型固体撮像装置よりも信号電荷の読出しを高速に行うことができる。
【００６６】
また、本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置は、図１に示したように画素加算として９画素加算よりも少ない画素加算（４画素加算）を行っているために、従来技術（特許文献１）に示された固体撮像装置よりも高い解像度を得ることができる。
【００６７】
したがって、本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置は、従来技術（特許文献１）よりも高解像度特性と高速読出し特性を同時に得ることができる。さらに、本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置は、従来技術（特許文献２）に示された固体撮像装置よりも、モアレ（偽解像）の小さい優れた画像特性を得ることができ、水平方向と垂直方向の画素サンプリング密度の不均衡により水平解像度に対し垂直解像度が著しく低下することを防ぐことができ、読み出さない行の画素の信号は廃棄されないため、実質的な感度が低下することを防ぐことができる。
【００６８】
なお、第１の実施形態に係る固体撮像装置は、同じ固体撮像装置で画素加算を行わない場合の画像（以下、第１の画像と呼ぶ）の出力、画素加算を行う場合の画像（以下、第２の画像と呼ぶ）の出力は、第１、第２の画像がともに静止画を出力することができる。なお、一眼レフデジタルスチルカメラは一般的に動画撮影を行わないため、この方法が特に有効である。
【００６９】
さらには、第１の実施形態に係る固体撮像装置は、第１の画像の出力、第２の画像の出力ともに動画として出力することもできる。また、第１の実施形態に係る固体撮像装置は、従来技術と同様に、第１の画像を静止画として、第２の画像を動画としてそれぞれ出力することができる。さらに、第１の実施形態に係る固体撮像装置は、第１の画像が動画を、第２の画像が静止画を出力することができる。
【００７０】
なお、本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置は、一例としてＭＯＳ型固体撮像装置を用いたが、ＣＣＤ型固体撮像装置のように電荷転送により信号読出しを行わない固体撮像装置、例えば、ＢＡＳＩＳ、ＣＭＯＳセンサ、ＳＩＴセンサ、ＣＭＤ（Charge Modulation Device）、ＡＭＩ（Amplified MOS Imager）など、どのタイプのセンサなどでも実現することができる。
【００７１】
なお、第１の実施形態に係る固体撮像装置は、図１を用いて４画素加算の場合について説明したが、画素数が極めて多い固体撮像装置の場合（例えば、１０００万画素以上）には、各色の重心位置が図１と同じような配置関係にすることによりに、４画素よりも多くの画素の加算（例えば、９画素加算）の場合にも用いることができる。
【００７２】
−第１の実施形態の変形例１−
以下、図面を参照しながら本発明の第１の実施形態の変形例１に係る固体撮像装置およびその駆動方法について説明する。なお、本変形例１に係る固体撮像装置の装置構造は、図５、図７、図１０、図１５に示された第１の実施形態の係る固体撮像装置の第１〜第４構造のいずれかを用いる。
【００７３】
図２は、本発明の第１の実施形態の変形例１に係る固体撮像装置およびその駆動方法の画素加算パターンを示したイメージ図である。
【００７４】
図２に示すように、カラーフィルタ配列は例えばベイヤー配列であり、動作の説明の便宜上、水平両サイドをＲフィルタで挟まれるフィルタ画素をＧｒ、水平両サイドをＢフィルタで挟まれるフィルタ画素をＧｂとしているが、実際にはＧｒとＧｂは同色である。
【００７５】
図２に示すように、Ｇ１１，Ｇ２２，Ｇ３１，Ｇ４２を第１のＧグループ、Ｇ３３，Ｇ４４．Ｇ５３，Ｇ６４を第２のＧグループ、Ｒ１２，Ｒ１４，Ｒ３２，Ｒ３４をＲグループ、Ｂ２３，Ｂ２５，Ｂ４３，Ｂ４５をＢグループとして各グループごとに出力信号を加算する。この場合、第１のＧグループの重心はＧ１重心１となる。Ｒグループの重心はＲ重心２となる。Ｂグループの重心はＢ重心３となる。第２のＧグループの重心はＧ２重心４となる。それぞれの重心は隣接するそれぞれの重心群１１、１２、１３、１４から偏ることなく配置させることができ、さらに解像度への影響が大きい緑（Ｇ）が偏ることなく市松状に配列されることができる。
【００７６】
−第１の実施形態の変形例２−
以下、図面を参照しながら本発明の第１の実施形態の変形例２に係る固体撮像装置およびその駆動方法について説明する。なお、本発明の第１の実施形態の変形例２に係る固体撮像装置の装置構造は、図５、図７、図１０、図１５に示された本発明の第１の実施形態の係る固体撮像装置の第１〜第４構造のいずれかを用いる。
【００７７】
図３は、本発明の第１の実施形態の変形例２に係る固体撮像装置およびその駆動方法の画素加算パターンを示したイメージ図である。
【００７８】
図３に示すように、カラーフィルタ配列を例えばベイヤー配列であり、動作の説明の便宜上、水平両サイドをＲフィルタで挟まれるフィルタ画素をＧｒ、水平両サイドをＢフィルタで挟まれるフィルタ画素をＧｂとしているが、実際にはＧｒとＧｂは同色である。
【００７９】
図３に示すように、Ｇ１１，Ｇ２２，Ｇ３１，Ｇ４２を第１のＧグループ、Ｇ３３，Ｇ４４，Ｇ５３，Ｇ６４を第２のＧグループ、Ｒ３２，Ｒ３４，Ｒ５２，Ｒ５４をＲグループ、Ｂ４３，Ｂ４５，Ｂ６３，Ｂ６５をＢグループとし、グループごとに出力信号を加算する。
【００８０】
この場合はＧ１重心１と、Ｇ２重心４は図２に示した本発明の第１の実施形態の変形例１と同じとなり、また、Ｒ重心２２とＢ重心２３を２画素分下方にずらすことにより、解像度への影響が大きい緑（Ｇ）が偏ることなく千鳥状に配置させることができる。
【００８１】
（第２の実施形態）
以下、図面を参照しながら本発明の第２の実施形態に係る固体撮像装置およびその駆動方法について説明する。
【００８２】
図４は、本発明の第２の実施形態に係る固体撮像装置およびその駆動方法の画素加算パターンを示したイメージ図である。同図に示すように、カラーフィルタ配列は例えばベイヤー配列であり、動作の説明の便宜上、水平両サイドをＲフィルタで挟まれるフィルタ画素をＧｒ、水平両サイドをＢフィルタで挟まれるフィルタ画素をＧｂとしているが、実際にはＧｒとＧｂは同色である。
【００８３】
図４より、緑（以下、Ｇと呼ぶ）Ｇ１１，Ｇ２２，Ｇ３１，Ｇ４２を第１のＧグループ、Ｇ１３，Ｇ２４，Ｇ３３，Ｇ４４を第２のＧグループ、赤（以下、Ｒと呼ぶ）Ｒ３２，Ｒ３４，Ｒ５２，Ｒ５４をＲグループ、青（以下、Ｂと呼ぶ）Ｂ４３，Ｂ４５，Ｂ６３，Ｂ６５をＢグループとして、画素加算（４画素加算）を行う。
【００８４】
したがって、図４に示された本発明の第２の実施形態に係る固体撮像装置は、画素加算を行った場合、それぞれの重心（Ｇ１重心１、Ｒ重心２２、Ｂ重心２３、Ｇ２重心２４）は、隣接するそれぞれの重心群に対して、偏ることなく各々の重心を配置させることができる。
【００８５】
さらに、本発明の第２の実施形態に係る固体撮像装置は、本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置よりも、Ｇ２重心２４が２画素分上方にずれているため、横方向に対してさらに高い解像度を得ることができる。
【００８６】
なお、本発明の第２の実施形態に係る固体撮像装置は、縦方向に関しては、Ｒ重心２２、Ｂ重心２３を用いて信号処理を行うことにより、縦方向の解像度を向上させることができる。
【００８７】
次に、本発明の第２の実施形態に係る固体撮像装置の装置構成について説明する。なお、本発明の第２の実施形態に係る固体撮像装置は、後述する第１〜第４構造のいずれかを用いることができる。
【００８８】
そこで、図６を用いて、本発明の第２の実施形態に係る固体撮像装置であり、図４に示された画素加算を行う第１構造について説明する。
【００８９】
図６より、固体撮像装置は増幅型固体撮像装置であり、シリコン基板内部に設けられたフォトダイオード５０１に入射した光は光電変換され電荷として蓄積される。また、電荷は、あらかじめ決められた時間蓄積された後に転送ゲート５０２を開けることにより、増幅トランジスタ５０３のゲート電極に転送され、増幅された信号は垂直信号線５０４に選択トランジスタ５０５を介して信号電圧として出力される。また、垂直信号線５０４に現れた信号電圧は信号振り分けトランジスタ群５を通り信号蓄積容量６−１−１，６−１−２・・・・６−ｎ−１，６−ｎ−２に一時蓄積される。その後、水平スイッチ７−１−１，７−１−２・・・・７−ｎ−１，７−ｎ−２を順次ＯＮすることにより、水平信号線８−１、８−２から順次信号が読み出される。増幅トランジスタ５０３のゲート電極に転送された電荷はリセットトランジスタ５０６をＯＮすることにより排出される。
【００９０】
また、Ｇ１１、Ｒ１２、・・・とＧ３１、Ｒ３２、・・・・・の２つの行を同時に読み出すことにより、Ｇ１１とＧ３１、Ｒ１２とＲ３２、Ｇ１３とＧ３３、Ｒ１４とＲ３４の信号をそれぞれ加算したものを信号振り分けトランジスタ群５のうちひとつの垂直信号線に設けられた２つのスイッチの左側のスイッチをＯＮすることにより、信号蓄積容量６―１―１、６−２−１、６−３−１、６−４−１にそれぞれ蓄積する。
【００９１】
次に、水平スイッチ７−２−１、７−４−１を同時にＯＮすることによりＲ１２、Ｒ３２、Ｒ１４、Ｒ３４を加算した信号が第２の水平信号線８―２より出力される。
【００９２】
次に、Ｂ２１、Ｇ２２、・・・・・とＢ４１、Ｇ４２、・・・・の２つの行を同時に読み出すことにより、Ｂ２１とＢ４１、Ｇ２２とＧ４２、Ｂ２３とＢ４３、Ｇ２４とＧ４４の信号をそれぞれ加算したものを信号振り分けトランジスタ群５のうちひとつの垂直信号線に設けられた２つのスイッチの右側のスイッチをＯＮすることにより、信号蓄積容量６―１―２、６−２−２、６−３−２、６−４−２にそれぞれ蓄積する。
【００９３】
次に、水平スイッチ７−１−２、７−３−２を同時にＯＮすると、Ｂ２１、Ｂ４１、Ｂ２３，Ｂ４３を加算した信号が第２の水平信号線８―２より出力される。
【００９４】
次に、水平スイッチ７−１−１、７−２−２を同時にＯＮすると、Ｇ１１、Ｇ３１、Ｇ２２、Ｇ４４を加算した信号が第１の水平信号線８―１から出力される。さらに水平スイッチ７−３−１、７−４−２を同時にＯＮすると、Ｇ１３、Ｇ３３、Ｇ２４、Ｇ４４を加算した信号が第１の水平信号線８―１から出力される。
【００９５】
また、本発明の第２の実施形態に係る固体撮像装置では、１回目のＧ１１、Ｒ１２，・・・とＧ３１、Ｒ３２、・・・・・の２つの行を同時に読み出す時に、信号蓄積容量６―１―１に蓄積したＧ１１＋Ｇ３１の信号と、信号蓄積容量６―３―１に蓄積したＧ１３＋Ｇ３３の信号を一旦読み出さずに、次のＢ２１、Ｇ２２、・・・・・とＢ４１、Ｇ４２、・・・・の２つの行を同時に読み出すことを行う。
【００９６】
この装置および駆動により、本発明の第２の実施形態に係る固体撮像装置は、次のＧの信号（Ｇ２２＋Ｇ４２とＧ２４＋Ｇ４４）の信号が水平蓄積容量に蓄積されるのを待って読み出すことができ、Ｇ１１＋Ｇ３１とＧ２２＋Ｇ４２を加算して読み出すことができる。
なお、Ｇ１３＋Ｇ３３とＧ２４＋Ｇ４４の加算は、上述したＧ１１＋Ｇ３１とＧ２２＋Ｇ４２を加算させる駆動と同じように行う。
なお、この上述したＧ１１＋Ｇ３１とＧ２２＋Ｇ４２を加算させる駆動では、第１の読み出しで水平スイッチ７−２−１、７−４−１（Ｒ信号）をＯＮとし、第２の読み出しで水平スイッチ７−１−２，７−３−２（Ｂ信号）、水平スイッチ７−１−１，７−２−２（Ｇ１信号）および水平スイッチ７−３−１，７−４−２（Ｇ２信号）をＯＮし、これらを交互に繰り返すことになるが、このときに第１の読み出しと第２の読み出しで信号の量が異なる場合がある。
【００９７】
その第１の読み出しと第２の読み出しで信号の量が異なる場合は、第１の読み出しで水平スイッチ７−２−１、７−４−１（Ｒ信号）、水平スイッチ７−１−１、７−２−２（Ｇ１信号）をＯＮとし、第２の読み出しで水平スイッチ７−１−２、７−３−２（Ｂ信号）、水平スイッチ７−３−１、７−４−２（Ｇ２信号）をＯＮし、これらを交互に繰り返す駆動にすれば、緑（Ｇ）画素の読み出しが２行ごとに上下に２画素分ずれるため、図４に示された読み出しの配列になる。
【００９８】
すなわち、第１の読み出しと第２の読み出しで信号の数が異なる場合は、第１の読み出しの水平スイッチ７―２―１、７―４−１（Ｒ信号）と第２の読み出しの水平スイッチ７−１−２，７−３−２（Ｂ信号）の読み出しを入れ替えれば、この問題を解決することができる。
【００９９】
ＲとＢの画素は縦方向に２画素加算するだけなので、１回の縦方向の加算で読み出し、水平蓄積容量に蓄積した信号はすぐに水平スイッチをＯＮすることにより（水平方向の加算し）読み出すことができる。
【０１００】
しかし、Ｇ画素は縦方向に４つの画素を加算するため、１回の縦方向の加算信号を蓄積容量に蓄積した後すぐに水平スイッチをＯＮして読み出すことができない。すなわち、もう一度次の垂直加算の動作により信号蓄積容量に次の信号が来るまで待っていなければならない。
【０１０１】
但し、本発明の第２の実施形態に係る固体撮像装置は、Ｇ信号を千鳥（市松）状に読み出すために読み出す行を隣接する２行ごとにずらしてＧ信号待ちすることを必要としない。
【０１０２】
また、ＲまたはＢを水平方向にずらす必要があるが、Ｒ信号を読み出すとき水平スイッチ７−２−１、７−４−１を同時にＯＮしていたものを、水平スイッチ７−４−１、７−６−１（図示せず）を同時にＯＮすれば、簡単に実現することができる。
【０１０３】
さらに、Ｂ信号を読み出すときに水平スイッチ７−１−２、７−３−２を同時にＯＮしていたものを、水平スイッチ７−３−２、７−５−２（図示せず）を同時にＯＮすればいい。
【０１０４】
以上説明したように、本発明の第２の実施形態に係る固体撮像装置の第１の構造では、水平スイッチの読み出しのタイミングと組み合わせを変えるだけで本発明のＧ４画素の組み合わせ、Ｒ４画素、Ｂ４画素の組み合わせが自由にできることができる。
【０１０５】
次に、図８を用いて本発明の第２の実施形態に係る固体撮像装置であり、図４に示された画素加算を行う第２構造について説明する。
【０１０６】
図８に示すように、固体撮像装置は増幅型固体撮像装置であり、シリコン基板内部に設けられたフォトダイオード５０１に入射した光は光電変換され電荷として蓄積される。また、電荷は、あらかじめ決められた時間蓄積された後、転送ゲート５０２を開けることにより増幅トランジスタ５０３のゲート電極に転送され、増幅された信号は垂直信号線５０４に選択トランジスタ５０５を介して信号電圧として出力される。また、垂直信号線５０４に現れた信号電圧は、信号振り分けトランジスタ群５を通り、信号蓄積容量６−１−１、６−１−２・・・・６−ｎ−１，６−ｎ−２に一時蓄積される。その後、水平スイッチ７−１−１，７−１−２・・・・７−ｎ−１，７−ｎ−２を順次ＯＮすることにより、水平信号線８−１、８−２から順次信号が読み出される。増幅トランジスタ５０３のゲート電極に転送された電荷はリセットトランジスタ５０６をＯＮすることにより排出される。なお、図６に示された第１構造とは、読み出す画素を列ごとに入れ替えたことである。
【０１０７】
この第２構造の場合、図４に示された画素構成と画素加算を行うと、行からの出力がＧ（緑）だけの行と、Ｒ（赤），Ｂ（青）の行とに分けることができるという長所がある。
【０１０８】
次に、図１１を用いて本発明の第２の実施形態に係る固体撮像装置であり、図４に示された画素加算を行う第３構造について説明する。
【０１０９】
図１１より、固体撮像装置は増幅型固体撮像装置であり、シリコン基板内部に設けられたフォトダイオード５０１に入射した光は光電変換され電荷として蓄積される。また、あらかじめ決められた時間蓄積された後、転送ゲート５０２を開けることにより、蓄積された電荷は増幅トランジスタ５０３のゲート電極に転送され、増幅された信号が垂直信号線５１から信号電圧として出力される。
【０１１０】
なお、図１１には選択トランジスタの記載がないが、第３構造では選択トランジスタを設けていてもよい。
【０１１１】
なお、選択トランジスタを備えていない場合の本実施形態の固体撮像装置について、図２３を用いて説明する。図２３は、本発明の第１の実施形態に係るＭＯＳ型イメージセンサにおける光電変換セルの回路構成図であり、同図において、２０１は光電変換を行なうＰＤ部、２０２は光電変換後の電荷を蓄積するＦＤ部、２０３はＦＤ部２０２に電荷転送を行う転送ゲート、２０４はＦＤ部２０２の電荷を掃き出すリセットゲート、２０５はＦＤ部２０２の電荷検出を行う画素アンプ、２０６は画素アンプ２０５と共にソースフォロワアンプを形成するためのロードトランジスタ、２０７は光電変換セル部に共通電源電圧信号ＶＤＤＣＥＬを印加する共通電源線、２０８は転送ゲート２０３に読み出し信号ＲＥＡＤを印加する読み出しパルス線、２０９はＦＤ部２の電荷を掃き出すリセット信号ＲＥＳＥＴが印加されるリセットパルス線、２１０は画素アンプ２０５で検出された画素信号ＶＯを伝達する出力信号線、２１１はロードトランジスタ２０６のゲートにロードゲート信号ＬＧＣＥＬを印加するロードゲート線、２１２はロードトランジスタ２０６に共通にソース電源電圧信号ＳＣＥＬを印加するソース共通電源線である。
【０１１２】
また、図１１に示すように、一つの行に対応して一つの垂直信号線５１が設けられており、この出力線１本に対応して４つの信号蓄積容量群５２を設けられている。また、一つの垂直信号線５１からの出力を、この４つの信号蓄積容量群５２に信号を振り分けるのは、信号振り分けスイッチ群５３である。また、行方向４画素の加算とともに、列方向の加算は水平マルチプレクサ５４で行い、水平出力線群５５に振り分られる。
【０１１３】
以上説明したように、第３の構造は、第１、第２の構造と比較すると、水平蓄積容量が２倍の数設けられており、一行ごとに順次読み出した信号をこの蓄積容量に順次蓄積していくことができるという理由から装置構造が簡単であり、このような簡単な構造でも図４に示された画素加算を行うことができるという長所を備えている。
【０１１４】
さらに、第１および第２の構造の説明と同様に、水平スイッチを含む水平マルチプレクサの制御方法により、本実施形態のＧ４画素の組み合わせ、Ｒ４画素、Ｂ４画素の組み合わせを自由に行うことができる。
【０１１５】
次に、図１６を用いて本発明の第２の実施形態に係る固体撮像装置であり、図４に示された画素加算を行う第４構造について説明する。
【０１１６】
図１６に示すように、固体撮像装置は増幅型固体撮像装置であり、シリコン基板内部に設けられたフォトダイオード５０１に入射した光は光電変換され電荷として蓄積される。また、電荷は、あらかじめ決められた時間蓄積された後、転送ゲート５０２を開けることにより増幅トランジスタ５０３のゲート電極に転送され、増幅された信号は垂直信号線５１−１、または５２−２に信号電圧として出力される。
【０１１７】
また、奇数列と偶数列に対応する２本の垂直信号線が（５１−１，５１−２）設けられており、垂直信号線５１−１，５１−２に対して、それぞれ２つの水平蓄積容量と水平スイッチが設けられている。なお、一つの行に対して合計４つの水平蓄積容量と合計４つの水平スイッチが設けられていることは第３の構造と同じである。また、行方向４画素の加算とともに、列方向の加算は水平マルチプレクサ５４で行い、水平出力線群５５に振り分られる。
【０１１８】
以上説明したように、第４の構造は隣接する２つの行を同時に選択し、動作させ、２つの垂直信号線を通して信号を読み出せるという理由から、他の構造よりも読み出し速度を向上させることができるという利点を備えている。
【０１１９】
以上、図面（図４、図６、図８、図１１、図１６）を用いて説明したように、本発明の第２の実施形態に係る固体撮像装置は、以下の優れた特性を備えている。
【０１２０】
まず、本発明の第２の実施形態に係る固体撮像装置はＭＯＳ型固体撮像装置であり、ＣＣＤ型固体撮像装置のように電荷転送による信号読出しではないために、画素加算を行わない同士を比較すれば、ＭＯＳ型固体撮像装置はＣＣＤ型固体撮像装置よりも一般的には電荷信号の読出しを高速に行うことができる。
【０１２１】
このため、従来技術（特許文献１）に示されたＣＣＤ型固体撮像装置では多くの画素を加算させる必要があり、具体的には９画素の加算により高速化を図っていた。
【０１２２】
一方、本発明の第２の実施形態に係る固体撮像装置は、図４に示すように従来技術（特許文献１）と同様に画素加算により高速化を行うが、ＭＯＳ型構造であるため、９画素加算よりも少ない画素加算（４画素加算）であっても従来技術（特許文献１）に示されたＣＣＤ型固体撮像装置よりも信号電荷の読出しを高速に行うことができる。
【０１２３】
また、本発明の第２の実施形態に係る固体撮像装置は、図４に示したように画素加算として９画素加算よりも少ない画素加算（４画素加算）を行っているために、従来技術（特許文献１）に示された固体撮像装置よりも高い解像度を得ることができる。
【０１２４】
したがって、本発明の第２の実施形態に係る固体撮像装置は、従来技術（特許文献１）よりも高解像度特性と高速読出し特性を同時に得ることができる。
【０１２５】
さらに、本発明の第２の実施形態に係る固体撮像装置は、従来技術（特許文献２）に示された固体撮像装置よりも、モアレ（偽解像）の小さい優れた画像特性を得ることができ、水平方向と垂直方向の画素サンプリング密度の不均衡により水平解像度に対し垂直解像度が著しく低下することを防ぐことができ、読み出さない行の画素の信号は廃棄されないため、実質的な感度が低下することを防ぐことができる。
【０１２６】
なお、本発明の第２の実施形態に係る固体撮像装置は、同じ固体撮像装置で画素加算を行わない場合の画像（以下、第１の画像と呼ぶ）、画素加算を行う場合の画像（以下、第２の画像と呼ぶ）をともに静止画として出力することができる。なお、一眼レフデジタルスチルカメラは一般的に動画撮影を行わないため、この方法が特に有効である。
【０１２７】
さらには、本発明の第２の実施形態に係る固体撮像装置は、第１の画像、第２の画像をともに動画として出力することもできる。さらには、本発明の第２の実施形態に係る固体撮像装置は、従来技術と同様に、第１の画像を静止画、第２の画像を動画として出力することもできる。同様に、本発明の第２の実施形態に係る固体撮像装置は、第１の画像を動画として、第２の画像を静止画として出力することができる。
【０１２８】
なお、本発明の第２の実施形態に係る固体撮像装置は、一例としてＭＯＳ型固体撮像装置を用いたが、ＣＣＤ型固体撮像装置のように電荷転送により信号読出しを行わない固体撮像装置、例えば、ＢＡＳＩＳ、ＣＭＯＳセンサ、ＳＩＴセンサ、ＣＭＤ、ＡＭＩなど、どのタイプのセンサでも実現することができる。
【０１２９】
なお、本発明の第２の実施形態に係る固体撮像装置は、図４を用いて４画素加算の場合について説明したが、画素数が極めて多い固体撮像装置の場合（例えば、１０００万画素以上）には、各色の重心位置を図４と同じような配置関係にすることによって、４画素よりも多くの画素の加算（例えば、９画素加算）を行うこともできる。
【０１３０】
（第３の実施形態）
以下、図面を参照しながら本発明の第３の実施形態に係る固体撮像装置およびその駆動方法について説明する。
【０１３１】
図２０は、本発明の第３の実施形態に係る固体撮像装置およびその駆動方法の画素加算パターンを示したイメージ図である。同図に示すように、カラーフィルタ配列は例えばベイヤー配列であり、動作の説明の便宜上、水平両サイドをＲフィルタで挟まれるフィルタ画素をＧｒ、水平両サイドをＢフィルタで挟まれるフィルタ画素をＧｂとしているが、ＧｒとＧｂは実際には同色である。
【０１３２】
図２０に示すように、緑（以下、Ｇと呼ぶ）Ｇ１１，Ｇ１３，Ｇ３１，Ｇ３３をＧ１グループとし、そのうちＧ１１，Ｇ１３，Ｇ３１のみを加算し、赤（以下、Ｒと呼ぶ）Ｒ１２，Ｒ１４，Ｒ３２，Ｒ３４をＲグループとし、そのうちＲ１２，Ｒ１４，Ｒ３４のみを加算し、Ｇ２２，Ｇ２４，Ｇ４２，Ｇ４４をＧ２グループとしてそのうちＧ２４，Ｇ４２，Ｇ４４のみを加算を行い、青（以下、Ｂと呼ぶ）Ｂ２１，Ｂ２３，Ｂ４１，Ｂ４３をＢグループとし、そのうちＢ２１，Ｂ４１，Ｂ４３のみを加算する。本実施形態の固体撮像装置では、このような画素加算（３画素加算）を行う。その画素加算により、第１のＧグループの重心はＧ１重心１１となり、Ｒグループの重心はＲ重心２となり、Ｂグループの重心はＢ重心３となり、第２のＧグループの重心はＧ２重心４となる。
【０１３３】
したがって、図２０に示された本発明の第３の実施形態に係る固体撮像装置において画素加算を行った場合、それぞれの重心（Ｇ１重心、Ｒ重心、Ｂ重心、Ｇ２重心）を、隣接するそれぞれの重心群に対して偏ることなく配置させることができる。
【０１３４】
次に、本発明の第３の実施形態に係る固体撮像装置の装置構成について説明する。なお、本実施形態に係る固体撮像装置は、後述する第１および第２構造のいずれかを用いることができる。図１２を用いて、本実施形態に係る固体撮像装置であり、図２０に示された画素加算を行う第１構造について説明する。
【０１３５】
図１２に示すように、固体撮像装置は増幅型固体撮像装置であり、シリコン基板内部に設けられたフォトダイオード５０１に入射した光は光電変換され電荷として蓄積される。また、電荷は、あらかじめ決められた時間蓄積された後に転送ゲート５０２を開けることにより増幅トランジスタ５０３のゲート電極に転送され、増幅された信号は垂直信号線５０４に選択トランジスタを介して信号電圧として出力される。
【０１３６】
すなわち、図１２に示すように、固体撮像装置は増幅型固体撮像装置であり、シリコン基板内部に設けられたフォトダイオード５０１に入射した光は光電変換され電荷として蓄積される。また、電荷は、あらかじめ決められた時間蓄積された後、転送ゲート５０２を開けることにより、増幅トランジスタ５０３のゲート電極に転送され、増幅された信号は垂直信号線５１に信号電圧として出力される。
【０１３７】
また、行に対応して一つの垂直信号線５１が設けられており、この出力線１本に対応して４つの信号蓄積容量群５２が設けられている。また、一つの垂直信号線５１からの出力を、この４つの信号蓄積容量群５２に振り分けるのは、信号振り分けスイッチ群５３である。また、行方向４画素の加算とともに、列方向の加算は水平マルチプレクサ５４で行い、加算された信号は水平出力線群５５に振り分られる。この構造からわかるように、垂直方向は４画素分信号を蓄積でき、水平方向は水平マルチプレクサで自由に信号を加算できる。したがって本発明の画素加算が可能になる。
【０１３８】
なお、図１２には選択トランジスタの記載がないが、第３構造では選択トランジスタを設けていてもよい。
【０１３９】
なお、選択トランジスタを設けていない場合の本実施形態の固体撮像装置について、図２３を用いて説明する。図２３は、第１の実施形態に係るＭＯＳ型イメージセンサにおける光電変換セルの回路構成図である。本実施形態の固体撮像装置は第１の実施形態と共通の構成を有している。図２３において、２０１は光電変換を行なうＰＤ部、２０２は光電変換後の電荷を蓄積するＦＤ部、２０３はＦＤ部２０２に電荷転送を行う転送ゲート、２０４はＦＤ部２０２の電荷を掃き出すリセットゲート、２０５はＦＤ部２０２の電荷検出を行う画素アンプ、２０６は画素アンプ２０５と共にソースフォロワアンプを形成するためのロードトランジスタ、２０７は光電変換セル部に共通電源電圧信号ＶＤＤＣＥＬを印加する共通電源線、２０８は転送ゲート２０３に読み出し信号ＲＥＡＤを印加する読み出しパルス線、２０９はＦＤ部２の電荷を掃き出すリセット信号ＲＥＳＥＴが印加されるリセットパルス線、２１０は画素アンプ２０５で検出された画素信号ＶＯを伝達する出力信号線、２１１はロードトランジスタ６のゲートにロードゲート信号ＬＧＣＥＬを印加するロードゲート線、２１２はロードトランジスタ６に共通にソース電源電圧信号ＳＣＥＬを印加するソース共通電源線である。
【０１４０】
以上説明したように、第１の構造は水平蓄積容量が２倍の数設けられており、一行ごとに順次読み出した信号をこの蓄積容量に順次蓄積していくことができるという理由から装置構造が簡単であり、このような簡単な構造でも図２０に示された画素加算を行うことができるという長所を備えている。
【０１４１】
次に、図２０に示された本発明の第３の実施形態に係る固体撮像装置において第１構造を用いて画素加算である４画素のうち３画素のみを加算する方法について説明する。なお、ここではＧ１１、Ｇ１３，Ｇ３１，Ｇ３３の４画素のうちＧ３３を除く３つの画素を加算するものとする。
【０１４２】
まず、本実施形態の画素加算を行うのは３つの方法（第１、第２、第３の方法）がある。
【０１４３】
第１の方法は、水平振り分けスイッチ群５３を制御する方法である。具体的には、Ｇ３３を画素から読み出して垂直信号線にその信号が伝わったときＧ３３に対応するスイッチをＯＮしないようにする。これにより、Ｇ３３の信号は信号蓄積容量群５２の中に伝わらない。したがってＧ３３以外のＧ１１、Ｇ１３，Ｇ３１、３つの信号のみが加算される。
【０１４４】
第２の方法は、水平マルチプレクサ５４で制御する方法である。水平マルチプレクサの内部には信号蓄積容量群５２と接続されている水平スイッチが内蔵されている。そこで、Ｇ３３が蓄積されている水平蓄積容量に接続している水平スイッチのみをＯＮしないようにする。これにより、Ｇ３３以外のＧ１１、Ｇ１３，Ｇ３１、３つの信号のみが加算される。
【０１４５】
さらに、第３の方法は、第１、第２の方法を併用する方法である。この理由は、信号振り分けスイッチを制御する方法はＧ３３が蓄積される予定だった容量に実際はどのような信号が蓄積されているか認識することが難しい場合があり、さらには、ここに蓄積された電荷が雑音となる場合もある。したがって、水平マルチプレクサ５４を制御する方法、または上述の２つの方法を併用するのがよいと考えられる。なお、Ｒ３画素、Ｂ３画素の加算方法もほぼ同等な方法（第１〜第３の方法）で行うことができる。なお、第１の構造は、後述する第２の構造と比較すると、構成が簡単で動作がわかりやすいと言う利点がある。
【０１４６】
次に、図１７を用いて本発明の第３の実施形態に係る固体撮像装置であり、図２０に示された画素加算を行う第２構造について説明する。
【０１４７】
図１７より、固体撮像装置は増幅型固体撮像装置であり、シリコン基板内部に設けられたフォトダイオード５０１に入射した光は光電変換され電荷として蓄積される。また、電荷は、あらかじめ決められた時間蓄積された後に転送ゲート５０２を開けることにより増幅トランジスタ５０３のゲート電極に転送され、増幅された信号は垂直信号線５０４に選択トランジスタを介して信号電圧として出力される。
【０１４８】
すなわち、シリコン基板内部に設けられたフォトダイオード５０１に入射した光は光電変換され電荷として蓄積される。また、電荷は、あらかじめ決められた時間蓄積された後、転送ゲート５０２を開けることにより増幅トランジスタ５０３のゲート電極に転送され、増幅された信号は垂直信号線５１−１、または５２−２に信号電圧として出力される。
また、奇数列と偶数列に対応する２本の垂直信号線５１−１，５１−２が設けられている。さらに、垂直信号線５１−１，５１−２に対してそれぞれ２つの水平蓄積容量と水平スイッチが設けられている。なお、一つの行に対して合計４つの水平蓄積容量と合計４つの水平スイッチが設けられていることは第３の構造と同じである。また、行方向４画素の加算とともに、列方向の加算は水平マルチプレクサ５４で行い、加算された信号は、水平出力線群５５に振り分けられる。
【０１４９】
以上説明したように、第２の構造は、隣接する２つの行を同時に選択し、動作させ、２つの垂直信号線を通して信号を読み出せるという理由から、他の構造よりも読み出し速度を向上させることができるという利点を備えている。
【０１５０】
また、この構造で３画素の加算を行う方法は第１の構造と同様である。ここではＧ１１、Ｇ１３，Ｇ３１，Ｇ３３の４画素のうちＧ３３を除く３つの画素を加算するものとする。
【０１５１】
次に、図２０に示された本発明の第３の実施形態に係る固体撮像装置において、第２構造を用いて画素加算である４画素のうち３画素のみを加算を行う方法について説明する。なお、ここではＧ１１、Ｇ１３，Ｇ３１，Ｇ３３の４画素のうちＧ３３を除く３つの画素を加算するものとする。
【０１５２】
まず、本実施形態の画素加算を行うのは３つの方法（第１、第２、第３の方法）がある。
【０１５３】
第１の方法は、水平振り分けスイッチ群５３を制御する方法である。具体的には、Ｇ３３を画素から読み出して垂直信号線にその信号が伝わったときＧ３３に対応するスイッチをＯＮしないようにする。これにより、Ｇ３３の信号は信号蓄積容量群５２の中に伝わらない。したがって、Ｇ３３以外のＧ１１、Ｇ１３，Ｇ３１、３つの信号のみが加算される。
【０１５４】
第２の方法は、水平マルチプレクサ５４で制御する方法である。水平マルチプレクサの内部には信号蓄積容量群５２と接続している水平スイッチが内蔵されている。そこで、Ｇ３３が蓄積されている水平蓄積容量に接続している水平スイッチのみをＯＮしないようにする。これにより、Ｇ３３以外のＧ１１、Ｇ１３，Ｇ３１、３つの信号のみが加算される。
【０１５５】
さらに、第３の方法は、第１、第２の方法を併用する方法である。その理由は、信号振り分けスイッチを制御する方法はＧ３３が蓄積される予定だった容量に実際はどのような信号が蓄積されているかを認識することが困難である場合があり、さらには、ここに蓄積された電荷が雑音となる場合がある。したがって、水平マルチプレクサ５４を制御する方法、または２つの方法を併用するのがよいと考えられる。なお、Ｒ３画素、Ｂ３画素の加算方法もほぼ同等な方法（第１〜第３の方法）で行うことができる。
【０１５６】
以上で説明したように、第２の構造は、垂直信号線を２本持っているので上下隣接２画素の信号を同時に扱えるという理由から、第１の構造よりも読み出し速度を向上させることができるという利点を備えている。
【０１５７】
以上、図面（図２０、図１２、図１７）を用いて説明したように、本発明の第３の実施形態に係る固体撮像装置は、以下の優れた特性を備えている。
【０１５８】
まず、本発明の第３の実施形態に係る固体撮像装置はＭＯＳ型固体撮像装置であり、ＣＣＤ型固体撮像装置のような電荷転送による信号読出しを行わないために、画素加算を行わない同士を比較すれば、ＭＯＳ型固体撮像装置はＣＣＤ型固体撮像装置よりも一般的には電荷信号の読出しを高速に行うことができる。
【０１５９】
このため、従来技術（特許文献１）に示されたＣＣＤ型固体撮像装置では多くの画素を加算させる必要があり、具体的には９画素の加算により読出しの高速化を図っている。
一方、本発明の第３の実施形態に係る固体撮像装置は、図２０に示したように従来技術（特許文献１）と同様に画素加算により高速化を行うが、ＭＯＳ型構造であるため、９画素加算よりも少ない画素加算（３画素加算）であっても従来技術（特許文献１）に示されたＣＣＤ型固体撮像装置よりも信号電荷の読出しを高速に行うことができる。
【０１６０】
また、本発明の第３の実施形態に係る固体撮像装置は、図２０に示したように画素加算として９画素加算よりも少ない画素加算（３画素加算）を行っているために、従来技術（特許文献１）に示された固体撮像装置よりも高い解像度を得ることができる。
【０１６１】
したがって、本発明の第３の実施形態に係る固体撮像装置によれば、従来技術（特許文献１）よりも解像度特性を向上させるとともに、読出しの高速化を図ることができる。
【０１６２】
さらに、本発明の第３の実施形態に係る固体撮像装置は、従来技術（特許文献２）に示された固体撮像装置よりも、モアレ（偽解像）の小さい優れた画像特性を得ることができ、水平方向と垂直方向の画素サンプリング密度の不均衡により水平解像度に対し垂直解像度が著しく低下することを防ぐことができ、読み出さない行の画素の信号は廃棄されないため、実質的な感度が低下することを防ぐことができる。
【０１６３】
なお、本発明の第３の実施形態に係る固体撮像装置は、図１２、図１７に示す構成において、信号蓄積容量群５２の容量の大きさをそれぞれ異ならせることにより、加算するときの重み付けをすることも可能である。
【０１６４】
なお、本発明の第３の実施形態に係る固体撮像装置は、同じ固体撮像装置で画素加算を行わない場合の画像（以下、第１の画像と呼ぶ）の出力、画素加算を行う場合の画像（以下、第２の画像と呼ぶ）の出力は、第１、第２の画像がともに静止画として出力することができる。なお、一眼レフデジタルスチルカメラは一般的に動画撮影を行わないため、この方法が特に有効である。
【０１６５】
また、本実施形態に係る固体撮像装置は、第１の画像の出力、第２の画像をともに動画として出力することもできる。さらには、本実施形態に係る固体撮像装置は、従来技術と同様に、第１の画像を静止画として、第２の画像を動画としてを出力することができる。さらには、本発明の第３の実施形態に係る固体撮像装置は、第１の画像を動画として、第２の画像を静止画として出力することもできる。
【０１６６】
なお、本発明の第３の実施形態に係る固体撮像装置は、一例としてＭＯＳ型固体撮像装置を用いたが、ＣＣＤ型固体撮像装置のように電荷転送により信号読出しを行わない固体撮像装置、例えば、ＢＡＳＩＳ、ＣＭＯＳセンサ、ＳＩＴセンサ、ＣＭＤ、ＡＭＩなど、どのタイプのセンサなどでも実現することができる。
【０１６７】
なお、本発明の第３の実施形態に係る固体撮像装置は、図２０を用いて３画素加算の場合について説明したが、画素数が極めて多い固体撮像装置の場合（例えば、１０００万画素以上）には、各色の重心位置を図２０と同じような配置関係にして、４画素よりも多くの画素の加算（例えば、５画素加算）することもできる。
【０１６８】
（第４の実施形態）
以下、図面を参照しながら本発明の第４の実施形態に係る固体撮像装置およびその駆動方法について説明する。
【０１６９】
図２１は本発明の第４の実施形態に係る固体撮像装置およびその駆動方法の画素加算パターンを示したイメージ図である。同図に示すように、カラーフィルタ配列は例えばベイヤー配列であり、動作の説明の便宜上、水平両サイドをＲフィルタで挟まれるフィルタ画素をＧｒ、水平両サイドをＢフィルタで挟まれるフィルタ画素をＧｂとしているが、実際にはＧｒ、Ｇｂは同色である。
【０１７０】
図２１に示すように、本実施形態の駆動方法では、Ｇ１３，Ｇ２４，Ｇ３３，Ｇ４４をＧ１グループとして４画素すべての加算を行い、Ｂ２１，Ｂ２３，Ｂ４１，Ｂ４３をＢグループとしてＢ２１，Ｂ４１，Ｂ２３のみを加算を行い、Ｇ３１，Ｇ４２，Ｇ５１，Ｇ６２をＧ２グループとして４画素すべての加算を行い、Ｒ３２，Ｒ５２，Ｒ３４，Ｒ５４をＲグループとしてＲ５２，Ｒ３４，Ｒ５４のみを加算する。
【０１７１】
その画素加算により、第１のＧグループの重心はＧ１重心１１となり、Ｒグループの重心はＲ重心２となり、Ｂグループの重心はＢ重心３となり、第２のＧグループの重心はＧ２重心４となる。
【０１７２】
したがって、図２１に示された本発明の第４の実施形態に係る固体撮像装置において画素加算を行った場合、それぞれの重心（Ｇ１重心、Ｒ重心、Ｂ重心、Ｇ２重心）を、隣接するそれぞれの重心群に対して、偏ることなく配置させることができる。
【０１７３】
さらに、画素加算後のＧ重心は市松配列になっており、ＲＢの配列も配置の偏りが改善している。
【０１７４】
次に、本発明の第４の実施形態に係る固体撮像装置の装置構成について説明する。なお、本実施形態に係る固体撮像装置は、後述する第１または第２構造のいずれかを用いることができる。
【０１７５】
まず、図１３を用いて本発明の第４の実施形態に係る固体撮像装置であり、図２１に示された画素加算を行う第１構造について説明する。
【０１７６】
図１３に示すように、固体撮像装置は増幅型固体撮像装置であり、シリコン基板内部に設けられたフォトダイオード５０１に入射した光は光電変換され、電荷として蓄積される。また、電荷は、あらかじめ決められた時間蓄積された後に、転送ゲート５０２を開けることにより増幅トランジスタ５０３のゲート電極に転送され、増幅された信号は、垂直信号線５１に選択トランジスタを介して信号電圧として出力される。
【０１７７】
また、行ごとに垂直信号線５１が設けられ、１本の垂直信号線５１に対して４つの信号蓄積容量群５２が設けられている。なお、一つの垂直信号線５１からの出力を、この４つの信号蓄積容量群５２に信号を振り分けるのは、信号振り分けスイッチ群５３である。また、行方向４画素の加算とともに、列方向の加算は水平マルチプレクサ５４で行い、加算された信号は水平出力線群５５に振り分けられる。この構造からわかるように、垂直方向は４画素分信号を蓄積でき、水平方向は水平マルチプレクサで自由に信号を加算できる。したがって本発明の画素加算が可能になる。
【０１７８】
なお、図１３には選択トランジスタの記載がないが、第１構造では選択トランジスタを設けることを設けていてもよい。
【０１７９】
なお、選択トランジスタを設けていない場合の本実施形態の固体撮像装置について、図２３を用いて説明する。第１構造の固体撮像装置は、第１の実施形態の固体撮像装置と共通の構造を有している。図２３において、２０１は光電変換を行なうＰＤ部、２０２は光電変換後の電荷を蓄積するＦＤ部、２０３はＦＤ部２０２に電荷転送を行う転送ゲート、２０４はＦＤ部２０２の電荷を掃き出すリセットゲート、２０５はＦＤ部２０２の電荷検出を行う画素アンプ、２０６は画素アンプ２０５と共にソースフォロワアンプを形成するためのロードトランジスタ、２０７は光電変換セル部に共通電源電圧信号ＶＤＤＣＥＬを印加する共通電源線、２０８は転送ゲート２０３に読み出し信号ＲＥＡＤを印加する読み出しパルス線、２０９はＦＤ部２の電荷を掃き出すリセット信号ＲＥＳＥＴが印加されるリセットパルス線、２１０は画素アンプ２０５で検出された画素信号ＶＯを伝達する出力信号線、２１１はロードトランジスタ６のゲートにロードゲート信号ＬＧＣＥＬを印加するロードゲート線、２１２はロードトランジスタ６に共通にソース電源電圧信号ＳＣＥＬを印加するソース共通電源線である。
以上説明したように、第１の構造は水平蓄積容量が２倍の数設けられており、一行ごとに順次読み出した信号をこの蓄積容量に順次蓄積していくことができるという理由から装置構造が簡単であり、このような簡単な構造でも図２１に示された画素加算を行うことができるという長所を備えている。
なお、Ｇ画素４画素の加算は第１、第２の実施形態でのＧ画素４画素の加算方法と同様にでき、Ｒ，Ｂ３画素の加算は第３の実施形態でのＲ，Ｇ３画素の加算と同様な方法で実現できる。
【０１８０】
以上説明したように、第１の構造は、列ごとに設けられた垂直信号線の各々に対して４つの信号蓄積容量が設けられているため、垂直方向４画素の加算が自由にできる。また、装置構造が簡単であり、このような簡単な構造でも図２１に示された画素加算を行うことができるという長所を備えている。
【０１８１】
次に、図１８を用いて本発明の第４の実施形態に係る固体撮像装置であり、図２１に示された画素加算を行う第２構造について説明する。
【０１８２】
図１８に示すように、固体撮像装置は増幅型固体撮像装置であり、シリコン基板内部に設けられたフォトダイオード５０１に入射した光は光電変換され電荷として蓄積される。また、電荷は、あらかじめ決められた時間蓄積された後に転送ゲート５０２を開けることにより増幅トランジスタ５０３のゲート電極に転送され、増幅された信号は、垂直信号線５１−１，５１−２に選択トランジスタを介して信号電圧として出力される。
【０１８３】
また、奇数列と偶数列に対応する２本の垂直信号線５１−１，５１−２が設けられている。さらに、垂直信号線５１−１，５１−２に対してそれぞれ２つの水平蓄積容量と水平スイッチが設けられている。なお、一つの行に対して合計４つの水平蓄積容量と合計４つの水平スイッチが設けられていることは第３の構造と同じである。
【０１８４】
また、行方向４画素の加算とともに、列方向の加算は水平マルチプレクサ５４で行い、加算された信号は水平出力線群５５に振り分けられる。
【０１８５】
以上説明したように、第２の構造は、隣接する２つの行を同時に選択し、動作させ、２つの垂直信号線を通して信号を読み出せるという理由から、他の構造よりも読み出し速度を向上させることができるという利点を備えている。
【０１８６】
また、信号の加算方法は第１の構造と同様であり、ここで、Ｇ画素４画素の加算は第１、第２の実施形態でのＧ画素４画素の加算方法と同様にできる。またＲ，Ｂ３画素の加算は第３の実施形態でのＲ，Ｇ３画素の加算と同様な方法で実現できる。
【０１８７】
以上説明したように、第２の構造は、垂直信号線を２本持っているので上下隣接２画素の信号を同時に扱えるという理由から、第１の構造よりも読み出し速度を向上させることができるという利点を備えている。
【０１８８】
以上、図面（図２１、図１３、図１８）を用いて説明したように、本発明の第４の実施形態に係る固体撮像装置は、以下の優れた特性を備えている。
【０１８９】
まず、本発明の第４の実施形態に係る固体撮像装置はＭＯＳ型固体撮像装置であり、ＣＣＤ型固体撮像装置のように電荷転送による信号読出しを行わないために、画素加算を行わない同士を比較すれば、ＭＯＳ型固体撮像装置はＣＣＤ型固体撮像装置よりも一般的には電荷信号の読出しを高速に行うことができる。
【０１９０】
このため、従来技術（特許文献１）に示されたＣＣＤ型固体撮像装置では多くの画素を加算させる必要があり、具体的には９画素の加算により高速化を図っている。
【０１９１】
一方、図２１に示したように、本発明の第４の実施形態に係る固体撮像装置は、従来技術（特許文献１）と同様に画素加算により高速化を行うが、ＭＯＳ型構造であるため、９画素加算よりも少ない画素加算（４画素加算と３画素加算）であっても従来技術（特許文献１）に示されたＣＣＤ型固体撮像装置よりも信号電荷の読出しを高速に行うことができる。
【０１９２】
また、本発明の第４の実施形態に係る固体撮像装置は、図２１に示したように画素加算として９画素加算よりも少ない画素加算（４画素加算と３画素加算）を行っているために、従来技術（特許文献１）に示された固体撮像装置よりも高い解像度を得ることができる。
【０１９３】
したがって、本発明の第４の実施形態に係る固体撮像装置は、従来技術（特許文献１）よりも解像度特性が向上しつつ、読出しを高速に行うことができる。
【０１９４】
さらに、本発明の第４の実施形態に係る固体撮像装置は、従来技術（特許文献２）に示された固体撮像装置よりも、モアレ（偽解像）の小さい優れた画像特性を得ることができ、水平方向と垂直方向の画素サンプリング密度の不均衡により水平解像度に対し垂直解像度が著しく低下することを防ぐことができ、読み出さない行の画素の信号は廃棄されないため、実質的な感度が低下することを防ぐことができる。
なお、本発明の第４の実施形態に係る固体撮像装置は、図１３、図１８の構成において、信号蓄積容量群５２の容量の大きさをそれぞれ異ならせることにより、加算するときの重み付けをすることも可能である。
【０１９５】
なお、本発明の第４の実施形態に係る固体撮像装置は、同じ固体撮像装置で画素加算を行わない場合の画像（以下、第１の画像と呼ぶ）の出力、画素加算を行う場合の画像（以下、第２の画像と呼ぶ）の出力は、第１、第２の画像ともに静止画として出力することができる。なお、一眼レフデジタルスチルカメラは一般的に動画撮影を行わないため、この方法が特に有効である。
さらには、本発明の第４の実施形態に係る固体撮像装置は、第１の画像の出力、第２の画像がともに動画を出力することもできる。さらには、本発明の第４の実施形態に係る固体撮像装置は、従来技術と同様に、第１の画像を静止画とし、第２の画像を動画として出力することができる。さらには、本発明の第４の実施形態に係る固体撮像装置は、第１の画像が動画、第２の画像を静止画として出力することができる。
【０１９６】
なお、本発明の第４の実施形態に係る固体撮像装置は、一例としてＭＯＳ型固体撮像装置を用いたが、ＣＣＤ型固体撮像装置のように電荷転送により信号読出しを行わない固体撮像装置、例えば、ＢＡＳＩＳ、ＣＭＯＳセンサ、ＳＩＴセンサ、ＣＭＤ、ＡＭＩなど、どのタイプのセンサなどでも実現することができる。
【０１９７】
なお、本発明の第４の実施形態に係る固体撮像装置は、図２１を用いて４画素加算と３画素加算とを併せて用いる場合について説明したが、画素数が極めて多い固体撮像装置の場合（例えば、１０００万画素以上）には、各色の重心位置が図２１と同じような配置関係にすることにより、多くの画素の加算（例えば、９画素加算と５画素加算の併用）の場合にも用いることができる。
【０１９８】
（第５の実施形態）
以下、図面を参照しながら本発明の第５の実施形態に係る固体撮像装置およびその駆動方法について説明する。
【０１９９】
図２２は、本発明の第５の実施形態に係る固体撮像装置およびその駆動方法の画素加算パターンを示したイメージ図である。同図に示すように、カラーフィルタ配列は例えばベイヤー配列であり、動作の説明の便宜上、水平両サイドをＲフィルタで挟まれるフィルタ画素をＧｒ、水平両サイドをＢフィルタで挟まれるフィルタ画素をＧｂとしているが、Ｇｒ、Ｇｂは実際には同色である。
【０２００】
図２２より、Ｇ１１，Ｇ２２，Ｇ３１，Ｇ４２をＧ１グループとし、４画素すべての加算を行い、Ｂ４１，Ｂ４３，Ｂ６１，Ｂ６３をＢグループとし、Ｂ４１，Ｂ４３，Ｂ６１のみを加算を行い、Ｇ１３，Ｇ２４，Ｇ３３，Ｇ４４をＧ２グループとし、４画素すべての加算を行い、Ｒ３２，Ｒ３４，Ｒ５２，Ｒ５４をＲグループとし、Ｒ５２，Ｒ３４，Ｒ５４のみを加算して、画素加算を行う。
【０２０１】
すなわち、本発明の第５の実施形態に係る固体撮像装置における画素加算は、第２の実施形態に係る固体撮像装置におけるＧの４画素加算と、ＲとＢの３画素加算とを併用したものである。
【０２０２】
さらに、本実施形態の固体撮像装置は、ＲとＢが３画素加算であるため４画素加算より感度は若干低下するものの、重心位置が正方格子に近いため画像処理が簡単という利点を備えている。さらに、第２の実施形態の特徴である水平解像度が高いという利点も併せて備えている。
【０２０３】
次に、本発明の第５の実施形態に係る固体撮像装置の装置構成について説明する。なお、本発明の第５の実施形態に係る固体撮像装置は、後述する第１または第２構造のいずれかを用いることができる。
【０２０４】
まず、図１４を用いて、本発明の第５の実施形態に係る固体撮像装置であり、図２２に示された画素加算を行う第１構造について説明する。
【０２０５】
図２２に示すように、、固体撮像装置は増幅型固体撮像装置であり、シリコン基板内部に設けられたフォトダイオード５０１に入射した光は光電変換され電荷として蓄積される。また、電荷は、あらかじめ決められた時間蓄積された後に転送ゲート５０２を開けることにより増幅トランジスタ５０３のゲート電極に転送され、増幅された信号は、垂直信号線５１に選択トランジスタを介して信号電圧として出力される。
【０２０６】
また、行に対応して一つ設けられた垂直信号線５１一本に対応して４つの信号蓄積容量群５２を設けられている。また、一つの垂直信号線５１からの出力を、この４つの信号蓄積容量群５２に信号を振り分けるのは、信号振り分けスイッチ群５３である。また、行方向４画素の加算とともに、列方向の加算は水平マルチプレクサ５４で行い、水平出力線群５５に振り分けられる。
【０２０７】
なお、図１４には選択トランジスタの記載がないが、第１構造では選択トランジスタを設けていてもよい。
【０２０８】
なお、選択トランジスタを設けていない場合の本実施形態の固体撮像装置について、図２３を用いて説明する。図２３は、本発明の第１の実施形態に係るＭＯＳ型イメージセンサにおける光電変換セルの回路構成図である。同図において、２０１は光電変換を行なうＰＤ部、２０２は光電変換後の電荷を蓄積するＦＤ部、２０３はＦＤ部２０２に電荷転送を行う転送ゲート、２０４はＦＤ部２０２の電荷を掃き出すリセットゲート、２０５はＦＤ部２０２の電荷検出を行う画素アンプ、２０６は画素アンプ２０５と共にソースフォロワアンプを形成するためのロードトランジスタ、２０７は光電変換セル部に共通電源電圧信号ＶＤＤＣＥＬを印加する共通電源線、２０８は転送ゲート２０３に読み出し信号ＲＥＡＤを印加する読み出しパルス線、２０９はＦＤ部２の電荷を掃き出すリセット信号ＲＥＳＥＴが印加されるリセットパルス線、２１０は画素アンプ２０５で検出された画素信号ＶＯを伝達する出力信号線、２１１はロードトランジスタ６のゲートにロードゲート信号ＬＧＣＥＬを印加するロードゲート線、２１２はロードトランジスタ６に共通にソース電源電圧信号ＳＣＥＬを印加するソース共通電源線である。
【０２０９】
また、図１４より、一つの行に対応して一つの垂直信号線５１が設けられており、この出力線１本に対して４つの信号蓄積容量群５２が設けられている。また、一つの垂直信号線５１からの出力を、この４つの信号蓄積容量群５２に信号を振り分けるのは、信号振り分けスイッチ群５３である。また、行方向４画素の加算とともに、列方向の加算は水平マルチプレクサ５４で行い、加算された信号は、水平出力線群５５に振り分けられる。この構造からわかるように、垂直方向は４画素分信号を蓄積でき、水平方向は水平マルチプレクサで自由に信号を加算できる。したがって本実施形態の画素加算が可能になる。
【０２１０】
以上説明したように、第１の構造は水平蓄積容量が２倍の数設けられており、一行ごとに順次読み出した信号をこの蓄積容量に順次蓄積していくことができるという理由から装置構造が簡単であり、このような簡単な構造でも図２２に示された画素加算を行うことができるという長所を備えている。
【０２１１】
ここで、Ｇ画素４画素の加算は、第１、第２の実施形態でのＧ画素４画素の加算方法と同様に行う。またＲ，Ｂ３画素の加算は第３の実施形態でのＲ，Ｇ３画素の加算と同様の方法で実現できる。
【０２１２】
次に、図１９を用いて、本発明の第５の実施形態に係る固体撮像装置であり、図２２に示された画素加算を行う第２構造について説明する。
【０２１３】
図１９に示すように、固体撮像装置は増幅型固体撮像装置であり、シリコン基板内部に設けられたフォトダイオード５０１に入射した光は光電変換され電荷として蓄積される。      
【０２１４】
また、電荷は、あらかじめ決められた時間蓄積された後に転送ゲート５０２を開けることにより増幅トランジスタ５０３のゲート電極に転送され、増幅された信号は垂直信号線５１−１，５１−２に選択トランジスタを介して信号電圧として出力される。
【０２１５】
また、奇数列と偶数列に対応する２本の垂直信号線５１−１，５１−２が設けられている。さらに、垂直信号線５１−１，５１−２に対してそれぞれ２つの水平蓄積容量と水平スイッチが設けられている。なお、一つの行に対して合計４つの水平蓄積容量と合計４つの水平スイッチが設けられていることは第３の構造と同じである。
【０２１６】
また、行方向４画素の加算とともに、列方向の加算は水平マルチプレクサ５４で行い、水平出力線群５５に振り分られる。
【０２１７】
信号の加算方法は第１の構造と同様であり、ここで、Ｇ画素４画素の加算は第１、第２の実施形態でのＧ画素４画素の加算方法と同様にできる。また、Ｒ，Ｂ３画素の加算は第３の実施形態でのＲ，Ｇ３画素の加算と同様な方法で実現できる。
【０２１８】
以上説明したように、第２の構造は、隣接する２つの行を同時に選択し、動作させ、２つの垂直信号線を通して信号を読み出せる。そのため、上下に隣接する２つの画素の信号を同時に扱えるという理由から、他の構造よりも読み出し速度を向上させることができるという利点を備えている。
【０２１９】
以上、図面（図２２、図１４、図１９）を用いて説明したように、本発明の第５の実施形態に係る固体撮像装置は、以下の優れた特性を備えている。
【０２２０】
まず、本発明の第５の実施形態に係る固体撮像装置はＭＯＳ型固体撮像装置であり、ＣＣＤ型固体撮像装置のような電荷転送による信号読出しを行わないため、画素加算を行わない同士を比較すれば、ＭＯＳ型固体撮像装置はＣＣＤ型固体撮像装置よりも一般的には電荷信号の読出しを高速に行うことができる。
【０２２１】
このため、従来技術（特許文献１）に示されたＣＣＤ型固体撮像装置では多くの画素を加算させる必要があり、具体的には、９画素の加算により高速化を図っている。
【０２２２】
一方、本発明の第５の実施形態に係る固体撮像装置は、図２２に示したように従来技術（特許文献１）と同様に画素加算により高速化を行うが、ＭＯＳ型構造であるため、９画素加算よりも少ない画素加算（４画素加算と一部を３画素加算）であっても従来技術（特許文献１）に示されたＣＣＤ型固体撮像装置よりも信号電荷の読出しを高速に行うことができる。
【０２２３】
また、本発明の第５の実施形態に係る固体撮像装置は、図２２に示したように画素加算として９画素加算よりも少ない画素加算（４画素加算と３画素加算の併用）を行っているために、従来技術（特許文献１）に示された固体撮像装置よりも高い解像度を得ることができる。
【０２２４】
したがって、本発明の第５の実施形態に係る固体撮像装置では、従来技術（特許文献１）よりも解像度特性が向上し、且つ読出し速度が増大している。
【０２２５】
さらに、本実施形態に係る固体撮像装置は、従来技術（特許文献２）に示された固体撮像装置よりも、モアレ（偽解像）の小さい優れた画像特性を得ることができ、水平方向と垂直方向の画素サンプリング密度の不均衡により水平解像度に対し垂直解像度が著しく低下することを防ぐことができ、読み出さない行の画素の信号は廃棄されないため、実質的な感度が低下することを防ぐことができる。
【０２２６】
なお、本発明の第５の実施形態に係る固体撮像装置においては、図１４、図１９の構成において、信号蓄積容量群５２の容量の大きさをそれぞれ異ならせることにより、加算するときの重み付けをすることも可能である。
【０２２７】
なお、本発明の第５の実施形態に係る固体撮像装置は、同じ固体撮像装置で画素加算を行わない場合の画像（以下、第１の画像と呼ぶ）、および画素加算を行う場合の画像（以下、第２の画像と呼ぶ）をともに静止画として出力することができる。なお、一眼レフデジタルスチルカメラは一般的に動画撮影を行わないため、この方法が特に有効である。
さらには、本実施形態に係る固体撮像装置は、第１の画像、第２の画像をともに動画として出力することもできる。さらには、本実施形態に係る固体撮像装置は、従来技術と同様に、第１の画像を静止画として、第２の画像を動画として出力することができる。また、本実施形態に係る固体撮像装置は、第１の画像を動画として、第２の画像を静止画として出力することもできる。
【０２２８】
なお、本発明の第５の実施形態に係る固体撮像装置の一例としてＭＯＳ型固体撮像装置を示したが、ＣＣＤ型固体撮像装置のように電荷転送により信号読出しを行わない固体撮像装置、例えば、ＢＡＳＩＳ、ＣＭＯＳセンサ、ＳＩＴセンサ、ＣＭＤ、ＡＭＩなど、どのタイプのセンサでも本実施形態の駆動方法を実現することができる。
【０２２９】
なお、本発明の第５の実施形態に係る固体撮像装置は、図２２を用いて４画素加算と３画素加算とを併用する場合について説明したが、画素数が極めて多い固体撮像装置の場合（例えば、１０００万画素以上）には、各色の重心位置が図２２と同じような配置関係にすることにより、さらに多くの画素の加算（例えば、９画素加算と５画素加算の併用）の場合にも用いることができる。
【０２３０】
（第６の実施形態）
図２４は、本発明の第６の実施形態に係る撮像装置を示す装置構成図である。なお、本実施形態に搭載される固体撮像装置は、本発明の第１〜第５の実施形態に示された固体撮像装置のいずれも用いることができる。
【０２３１】
本実施形態の撮像装置は、光電変換を行う固体撮像装置と、外光を通す絞り羽３１と、外光を集光するレンズ３２と、レンズ３２と固体撮像装置との間に配置されたフィルター群３３と、タイミングジェネレータ（ＴＧ）３８と、固体撮像装置の出力を受けるタイミング調整部３７と、ＡＧＣ（Auto Gain Control）４０と、Ａ／Ｄ変換器４１と、カメラＤＳＰ(Digital Signal Processor)４２と、ＤＲＡＭ４３と、ＭＰＵ４４と、発振器３９と、画像記録媒体４８と、ビューファインダ４７と、ビデオエンコーダ４５と、ＣＲＴ４６とを備えている。固体撮像装置は、第１〜第５の実施形態の固体撮像装置のいずれか１つであり、撮像領域３４と、Ｘアドレス選択部３６と、Ｙアドレス選択部３５とを有している。
【０２３２】
本実施形態の撮像装置では、被写体からの光が絞り羽３１を通り、レンズ３２によりカラーフィルターを有した受光部が形成された領域（以下、撮像領域と呼ぶ）３４へ結像されることで光電変換が行われる。ここで、フィルター群３３は、モアレ等の発生を防ぐために、光の高域をカットする光学ローパスフィルター、色補正フィルター、及び赤外線カット用のフィルター等が組み合わされたものである。
【０２３３】
撮像領域３４で光電変換された光信号は、タイミングジェネレータ（ＴＧ）３８からの信号によりＸアドレス選択部３６及びＹアドレス選択部３５で２次元で画素位置選択が行われ、タイミング調整部３７に読み出される。このタイミング調整部３７では撮像領域３４からの出力（１〜複数本）のタイミング調整が行われる。そして、光電信号はＡＧＣ４０により電圧を制御され、Ａ／Ｄ変換器４１でデジタル信号に変換される。
【０２３４】
カメラＤＳＰ４２は、変換されたデジタル信号に対し、動画または静止画の画像処理を行う。また、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）４４は、この画像処理の際に使われるパラメータをカメラＤＳＰ４２に設定したり、ＡＥ（自動露光），ＡＦ（自動焦点制御）処理を行ったりする。なお、画像処理する際の一時的な記憶領域としてＤＲＡＭ４３が用いられ、不揮発性の記憶領域として画像記録媒体４８が用いられる。
【０２３５】
この画像処理後の表示を行うためにビデオエンコーダ４５、及びＣＲＴ４６等が設けられている。また、ビューファインダ４７は、例えぼＬＣＤのようなもので画像記録媒体４８に記憶する前に被写体を確認したりするために用いられる。これらの出力装置はＣＲＴ４６及びビューファインダ４７に限らずプリンタ等を用いてもよい。
【０２３６】
本実施形態の撮像装置では、撮像領域３４において、加算読み出しモードと全画素読み出しモードを切り替える場合には、ＭＰＵ４４がモードを判断し、出力装置（ＣＲＴ４６、ビューファインダ４７）、力メラＤＳＰ４２、画像記録媒体４８、ＡＧＣ４０、ＴＧ３８等にそれぞれのモードに対応した信号を送る構成を取る。ここでＴＧ３８には動画・静止画により出力信号のタイミングを切り替える。また、カメラＤＳＰ４２においては、どちらのモードでも信号出力の順序を同じにできるので、モード別に処理そのものを変える必要がない。
【０２３７】
なお、図２４の例ではタイミングジェネレータ（ＴＧ）３８、タイミング調整部３７、ＡＧＣ４０、Ａ／Ｄ変換器４１、カメラＤＳＰ４２、ＭＰＵ４４、カメラＤＳＰ４２、ＤＲＡＭ４３、ビデオエンコーダ４５が固体撮像装置外にある、すなわち同一チップ外にあるが、それぞれが固体撮像装置内にある、すなわち同一チップ内にあってもよい。
【０２３８】
−比較例−
図９を用いて本発明に係る比較例について説明する。
【０２３９】
図９に示す例では、上下に隣接する４画素を加算する。Ｇ１１，Ｇ１３，Ｇ３１、Ｇ３３を加算するとその重心はＧ１重心１０１となる。Ｒ１２，Ｒ１４，Ｒ３２，Ｒ３４を加算するとその重心はＲ重心１０２となる。Ｂ２１，Ｂ２３，Ｂ４１，Ｂ４３を加算すると、その重心はＢ重心１０３となる。Ｇ２２，Ｇ２４，Ｇ４２，Ｇ４４を加算するとその重心はＧ２重心１０４となる。すなわち、本比較例のように４画素加算をした場合には、重心１０１、１０２、１０３、１０４がそれぞれ隣接する重心１０１’，１０２’，１０３’，１０４’から離れており、それぞれの重心が局在するため、解像度が出ない、モアレが出る等の問題が出てくる。それに比べて本発明の固体撮像装置によれば、各色の画素を加算した後の重心が偏在しないため、画素加算を行っても十分に高い解像度が得られ、モアレなどの発生を抑えることができる。
【産業上の利用可能性】
【０２４０】
本発明に係る固体撮像装置は、一眼レフデジタルスチルカメラやビデオカメラなどに用いられる。
【図面の簡単な説明】
【０２４１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置およびその駆動方法の画素加算パターンを示したイメージ図である。
【図２】第１の実施形態の変形例１に係る固体撮像装置およびその駆動方法の画素加算パターンを示したイメージ図である。
【図３】第１の実施形態の変形例２に係る固体撮像装置およびその駆動方法の画素加算パターンを示したイメージ図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る固体撮像装置およびその駆動方法の画素加算パターンを示したイメージ図である。
【図５】第１の実施形態の固体撮像装置の構成を示す回路図である。
【図６】第２の実施形態の固体撮像装置の構成を示す回路図である。
【図７】第１の実施形態の固体撮像装置の第２の構成を示す回路図である。
【図８】第２の実施形態の固体撮像装置の第２の構成を示す回路図である。
【図９】比較例に係る固体撮像装置における画素加算パターンを示したイメージ図である。
【図１０】第１の実施形態の固体撮像装置の第３の構成を示す回路図である。
【図１１】第２の実施形態の固体撮像装置の第３の構成を示す回路図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態の固体撮像装置の第１の構成を示す回路図である。
【図１３】本発明の第４の実施形態の固体撮像装置の第１の構成を示す回路図である。
【図１４】本発明の第５の実施形態の固体撮像装置の第１の構成を示す回路図である。
【図１５】第１の実施形態の固体撮像装置の第４の構成を示す回路図である。
【図１６】第２の実施形態の固体撮像装置の第４の構成を示す回路図である。
【図１７】第３の実施形態の固体撮像装置の第２の構成を示す回路図である。
【図１８】第４の実施形態の固体撮像装置の第２の構成を示す回路図である。
【図１９】第５の実施形態の固体撮像装置の第２の構成を示す回路図である。
【図２０】第３の実施形態に係る固体撮像装置およびその駆動方法の画素加算パターンを示したイメージ図である。
【図２１】本発明の第４の実施形態に係る固体撮像装置およびその駆動方法の画素加算パターンを示したイメージ図である。
【図２２】本発明の第５の実施形態に係る固体撮像装置およびその駆動方法の画素加算パターンを示したイメージ図である。
【図２３】第１の実施形態に係るＭＯＳ型イメージセンサにおける光電変換セルの回路構成図である。
【図２４】本発明の第６の実施形態に係る撮像装置を示す装置構成図である。
【図２５】従来の固体撮像装置の構成図である。
【符号の説明】
【０２４２】
１、１１    Ｇ１の重心
２、１２、２２    Ｒの重心
３、１３、２３    Ｂの重心
４、１４、１０４  画素加算（加算）後のＧ（緑）２の重心
５    信号振り分けトランジスタ群
６−１−１，６−１−２，・・・・６−ｎ−１，６−ｎ−２  信号蓄積容量
７−１−１，７−１−２，・・・・７−ｎ−１，７−ｎ−２  水平スイッチ
８−１，８−２              水平信号線
３１      絞り羽
３２      レンズ 
３３      フィルター群 
３４      撮像領域 
３５      Ｙアドレス選択部 
３６      Ｘアドレス選択部 
３７      タイミング調整部 
３８      ＴＧ  
３９      発振器 
４０      ＡＧＣ 
４１      Ａ／Ｄ変換器 
４２      カメラＤＳＰ  
４３      ＤＲＡＭ  
４４      ＭＰＵ 
４５      ビデオエンコーダ  
４６      ＣＲＴ 
４７      ビューファインダ  
４８      画像記録媒体
５１、５１−１，５１−２          垂直信号線
５２、    信号蓄積容量群
５３      信号振り分けスイッチ群
５４      水平マルチプレクサ
５５      水平出力群
２０１    ＰＤ部
２０２    ＦＤ部
２０３    転送ゲート
２０４    リセットゲート
２０５    画素アンプ
２０６    ロードトランジスタ
２０７    共通電源線
２０８    パルス線
２０９    リセットパルス線
２１０    出力信号線
２１１    ロードゲート線
５０１    フォトダイオード
５０２    転送ゲート
５０３    増幅トランジスタ  
５０４    垂直信号線
５０５    選択トランジスタ
５０６    リセットトランジスタ
【図１】
2008098971.tif 000003
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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