(57)【要約】【課題】  全画素読み出しモードと垂直画素間引き読み出しモードを切り替え可能な固体撮像素子において、垂直画素間引き読み出しモード時の垂直転送時間を短縮化する。【解決手段】  全画素読み出し第１モード時と垂直画素間引き読み出し第２モード時で、垂直転送ゲート電極に供給される４相駆動信号φ１〜φ４の割当てを異ならせる。第１モード時には連続する４枚の垂直転送ゲートの各々に４相駆動信号を割り当て、第２モード時には連続する２枚ずつの垂直転送ゲート４組毎に４相駆動信号を割り当てることにより、第２モード時の垂直転送時間を第１モード時に比べて半分に短縮化する。【選択図】  図１
2007166112.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光した光を信号電荷に変換する複数の光電変換手段および、該複数の光電変換手段からそれぞれ読み出された各信号電荷を所定方向に電荷転送する電荷転送手段を有する固体撮像素子と、
該所定方向と平行に並んだ光電変換手段からの各信号電荷の読み出し方が互いに異なる第１モード時と第２モード時とに応じて、該電荷転送手段を構成する各電荷転送ゲート電極に対する複数相駆動信号の出力割り当てを変えて、該各電荷転送ゲート電極を駆動する複数相駆動信号を出力する複数相駆動制御手段とを有する固体撮像装置。
【請求項２】
前記出力割り当ては、前記第１モード時に、互いに連続するｎ（ｎ；２以上の自然数）枚の電荷転送ゲート電極毎の該電荷転送ゲート電極それぞれに対してｎ相の駆動信号のそれぞれを割り当て、前記第２モード時に、ｍ×ｎ枚（ｍは２以上の自然数、ｎは３以上の自然数）の互いに連続する電荷転送ゲート電極毎の連続するｍ枚ずつをｎ組として各組に対してｎ相の駆動信号のそれぞれを割り当てる請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項３】
受光した光を信号電荷に変換する複数の光電変換手段および、該複数の光電変換手段からそれぞれ読み出された各信号電荷を所定方向に電荷転送する電荷転送手段を有する固体撮像素子と、
該電荷転送手段を構成する各電荷転送ゲート電極を駆動する複数相駆動信号を出力する複数相駆動制御手段と、
該所定方向に平行に並んだ光電変換手段からの各信号電荷の読み出し方が互いに異なる第１モード時と第２モード時とに応じて、該複数相駆動信号の該各電荷転送ゲート電極に対する割り当てを切り替える切り替えスイッチ手段とを有する固体撮像装置。
【請求項４】
前記切り替えスイッチ手段は、前記第１モード時に、互いに連続するｎ（ｎ；２以上の自然数）枚の電荷転送ゲート電極毎の該電荷転送ゲート電極それぞれに対してｎ相の駆動信号のそれぞれを割り当て、前記第２モード時に、ｍ×ｎ枚（ｍは２以上の自然数、ｎは３以上の自然数）の互いに連続する電荷転送ゲート電極毎の連続するｍ枚ずつをｎ組として各組に対してｎ相の駆動信号のそれぞれを割り当てるように切り替える請求項３に記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記複数相駆動信号の前記各電荷転送ゲート電極に対する割り当ては、電荷転送速度が通常速度と高速度のいずれかになるように割り当てられる請求項１〜４のいずれかに記載の固体撮像装置。
【請求項６】
前記ｎは３または４である請求項２または４に記載の固体撮像装置。
【請求項７】
前記ｍは２または３である請求項２または４に記載の固体撮像装置。
【請求項８】
前記第１モードは全画素読み出しモードで電荷転送速度が通常速度モードであり、前記第２モードは垂直画素間引き読み出しモードで該電荷転送速度が高速度モードである請求項１〜５のいずれかに記載の固体撮像装置。
【請求項９】
前記第２モード時に、垂直方向に並んだ光電変換手段の４画素毎に３画素を間引いて前期信号電荷を読み出す請求項８に記載の固体撮像装置。
【請求項１０】
前記電荷転送手段は垂直電荷転送手段および水平電荷転送手段の少なくともいずれかであり、該電荷転送手段が該垂直電荷転送手段の場合に前記所定方向は垂直電荷転送方向であり、該電荷転送手段が該水平電荷転送手段の場合に前記所定方向は水平電荷転送方向であり、該電荷転送手段が該垂直電荷転送手段および該水平電荷転送手段の場合に前記所定方向は該垂直電荷転送方向および該水平電荷転送方向である請求項１、３、８および９のいずれかに記載の固体撮像装置。
【請求項１１】
前記固体撮像素子は、インターライン・トランスファ方式ＣＣＤまたはフレームインターライン・トランスファ方式ＣＣＤである請求項１または３に記載の固体撮像装置。
【請求項１２】
受光した光を光電変換手段により信号電荷に変換し、該光電変換手段から読み出された信号電荷を、複数相駆動信号を用いて電荷転送手段により所定方向に電荷転送する固体撮像素子の駆動方法であって、
該所定方向に平行に並んだ光電変換手段からの各信号電荷の読み出し方が異なる第１モード時と第２モード時とに応じて、該電荷転送手段を構成する各電荷転送ゲート電極に対する複数相駆動信号の割り当てを切り替える固体撮像素子の駆動方法。
【請求項１３】
前記第１モード時に、互いに連続するｎ（ｎ；２以上の自然数）枚の電荷転送ゲート電極毎の該電荷転送ゲート電極それぞれに対してｎ相の駆動信号のそれぞれを割り当て、前記第２モード時に、ｍ×ｎ枚（ｍは２以上の自然数、ｎは３以上の自然数）の互いに連続する電荷転送ゲート電極毎の連続するｍ枚ずつをｎ組として各組に対してｎ相の駆動信号のそれぞれを割り当てる請求項１２に記載の固体撮像素子の駆動方法。
【請求項１４】
前記ｎは３または４である請求項１３に記載の固体撮像装置の駆動方法。
【請求項１５】
前記ｍは２または３である請求項１３に記載の固体撮像装置の駆動方法。
【請求項１６】
前記第１モードは全画素読み出しモードで電荷転送速度が通常速度モードであり、前記第２モードは垂直画素間引き読み出しモードで該電荷転送速度が高速度モードである請求項１２または１３に記載の固体撮像素子の駆動方法。
【請求項１７】
前記第２モード時に、垂直方向に並んだ光電変換手段の４画素毎に３画素を間引いて前記信号電荷を読み出す請求項１６に記載の固体撮像素子の駆動方法。
【請求項１８】
前記電荷転送手段は垂直電荷転送手段および水平電荷転送手段の少なくともいずれかであり、該電荷転送手段が該垂直電荷転送手段の場合に前記所定方向は垂直電荷転送方向であり、該電荷転送手段が該水平電荷転送手段の場合に前記所定方向は水平電荷転送方向であり、該電荷転送手段が該垂直電荷転送手段および該水平電荷転送手段の場合に前記所定方向は該垂直電荷転送方向および該水平電荷転送方向である請求項１２、１６および１７のいずれかに記載の固体撮像装置の駆動方法。
【請求項１９】
前記固体撮像素子はインターライン・トランスファ方式ＣＣＤまたはフレームインターライン・トランスファ方式ＣＣＤである請求項１２に記載の固体撮像素子の駆動方法。
【請求項２０】
請求項１〜１１のいずれかに記載の固体撮像装置を撮像部に用いた電子情報機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばインターライン・トランスファ方式ＣＣＤやフレームインターライン・トランスファ方式などの固体撮像素子を備えた固体撮像装置およびこの固体撮像素子の駆動方法、これを撮像部に用いた電子情報機器に関し、特に、全画素読み出しモードおよび垂直画素間引き読み出しモードなどの異なる読み出しモードによって光電変換手段から信号電荷を読み出すことを可能とする固体撮像素子を備えた固体撮像装置および固体撮像素子の駆動方法、これを撮像部に用いた例えばデジタルビデオカメラおよび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電子情報機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の従来のインターライン・トランスファ方式ＣＣＤなどの固体撮像素子では、受光した光（被写体光）を信号電荷に光電変換するためにフォトダイオードＰＤなどの光電変換手段（画素部）が２次元状でマトリックス状に複数配置され、垂直方向に並んだ各フォトダイオードＰＤに隣接して、各フォトダイオードＰＤからそれぞれ読み出された各信号電荷を垂直方向に順次電荷転送するための垂直転送部が設けられている。この垂直転送部によって垂直方向に電荷転送された各信号電荷は、この垂直転送部の端部に接続された水平転送部によって水平方向に電荷転送され、この水平転送部の端部に設けられた出力部から撮像信号として信号出力される。
【０００３】
このような従来の固体撮像素子において、全ての光電変換手段（画素部）から信号電荷を読み出すことによって、表示画面上に高精細なスチル（静止画）画像が得られるが、表示画面上に例えば動画画像などを表示させる場合には、さらに高速に読み出すことが要求される。このため、光電変換手段からの信号電荷を読み出す方法として、第１モードとしての全画素読み出しモードと、第２モードとしての垂直画素間引き読み出しモードとを切り替え可能とした固体撮像素子およびその駆動方法が、例えば特許文献１に開示されている。この垂直画素間引き読み出しモードとしては、例えば垂直方向に４画素並んだ各画素部中で、３画素を間引いて信号電荷を読み出す方法が挙げられる。例えばデジタルカメラにおいて、表示部の表示画素数が例えば３６万画素とした場合に、表示部だけの表示であれば、３６万画素分の撮像データでよい。この場合に、垂直画素間引き読み出しモードが用いられる。例えばシャッタが切られてスチル画像(静止画像)を得る場合には、画素数が多いほど高精細な画像となるので全画素読み出しモードが用いられる。
【０００４】
前述した全画素読み出しモードと垂直画素間引き読み出しモードを切り替え可能とした固体撮像素子の駆動方法を図５に示している。
【０００５】
図５は、特許文献１に開示されている従来の固体撮像素子およびその駆動方法を説明するための図であって、（ａ）は、第１モードとして全画素読み出しモード時における固体撮像素子およびその駆動方法を示す模式図、（ｂ）は、第２モードとして垂直画素間引き読み出しモード時における固体撮像素子およびその駆動方法を示す模式図である。
【０００６】
図５（ａ）および図５（ｂ）において、従来の固体撮像素子はインターライン・トランスファ方式ＣＣＤであり、受光した光（被写体光）を信号電荷に変換するための光電変換手段（画素部）としてのフォトダイオードＰＤが２次元状でマトリックス状に複数配置され、垂直方向に並んだフォトダイオードＰＤ１〜ＰＤ１０にそれぞれ隣接して、各フォトダイオードＰＤから読み出された信号電荷を垂直方向に順次転送するための垂直転送部１が設けられている。この垂直転送部１には、垂直転送ゲート電極が垂直方向に並んでおり、各ＰＤに対してそれぞれ連続する４枚の垂直転送ゲート電極Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３およびＶ４が設けられている。この垂直転送部１によって電荷転送された信号電荷は、垂直転送部１の端部に接続された水平転送部２によって水平方向に転送され、水平転送部２の端部に設けられた出力部３から撮像信号が信号出力される。なお、図５では、フォトダイオードＰＤが垂直方向に１０個しか並んでいないが、これは説明を簡略化するためであって通常は１０個以上並んでいる。
【０００７】
図５（ａ）に示す第１モードとしての全画素読み出しモード時には、垂直方向に並んだ全てのフォトダイオードＰＤで生成された各信号電荷が垂直転送部１に読み出される。
【０００８】
この垂直転送部１では、連続する４枚の垂直転送ゲート電極Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３およびＶ４に対して、それぞれ、垂直転送パルスφ１、φ２、φ３およびφ４という４相の垂直転送駆動クロック信号が割り当てられて駆動される。これにより、フォトダイオードＰＤから読み出された信号電荷が垂直方向に順次電荷転送されて水平転送部２へ電荷転送される。この水平転送部２では、信号電荷が水平方向に転送されて出力部３へ転送され、全画素の信号電荷が出力部３から順次出力される。この第１モードの全画素読み出しモードは、表示画面上に高精細なスチル画像を得る際に用いられる。
【０００９】
次に、図５（ｂ）に示す第２モードとしての垂直画素間引き読み出しモード時には、垂直方向に並んだ全てのフォトダイオードＰＤのうち、４画素中の１画素であるフォトダイオードＰＤ１、ＰＤ６およびＰＤ９で生成された各信号電荷が垂直転送部１に読み出される。ここでは、説明を簡略化するために、垂直方向に並んだ４画素中、３画素を間引いて１画素部から信号電荷を読み出す場合を示しており、図５（ｂ）ではフォトダイオードＰＤ１、ＰＤ５およびＰＤ９から信号電荷が読み出されている。
【００１０】
このとき、垂直転送部１において、連続する垂直転送ゲート電極Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３およびＶ４には、それぞれ、φ１、φ２、φ３およびφ４という４相の垂直転送駆動クロック信号が順次割り当てられて駆動される。これにより、フォトダイオードＰＤから読み出された信号電荷が垂直方向に順次電荷転送されて水平転送部２へ電荷転送される。この水平転送部２では、信号電荷が水平方向に順次電荷転送されて出力部３へ電荷転送され、各信号電荷が出力部３から順次信号出力される。この第２モードは、画角を変えずに第１モードよりも少ない画素数で、表示画面上に高いフレームレートで表示させる場合に用いられ、例えば動画画像として１フィールド画像当たり１／３０秒〜１／６０秒程度の高速で読み出すことが要求される場合などに用いられる。
【００１１】
以上のように、従来の固体撮像素子は、第１モード時と第２モード時のいずれにおいても、同じ４電極４相駆動方法により駆動されている。
【００１２】
次に、上記４電極４相駆動方法による信号電荷の電荷転送状態について説明する。
【００１３】
図６は、図５の固体撮像素子において、４相の垂直転送駆動クロック信号φ１〜φ４を、連続する垂直転送ゲート電極Ｖ１〜Ｖ４に割り当てた場合について、信号電荷の電荷転送状態を説明するための図であって、（ａ）はその４相垂直転送駆動クロック信号のタイミングチャート、（ｂ）はその垂直転送部のポテンシャル遷移図である。なお、図６（ａ）では、ある転送パルスと他の転送パルスの重なり時間を単位時間として、横軸に時間ｔを示し、縦軸に信号波形を示している。また、図６（ｂ）では、縦軸に上記時間ｔを示し、横軸に垂直転送部の垂直位置とそのポテンシャルを示している。
【００１４】
例えば、フォトダイオードＰＤ１〜ＰＤ１０はそれぞれ、図５に示すように、垂直方向に配列されて一つの垂直転送部１にそれぞれ接続されている。垂直転送部１には、一つのフォトダイオードＰＤ毎に４枚の垂直転送ゲート電極Ｖ１〜Ｖ４が設けられ、水平転送部２側の方向に連続して順にＶ１〜Ｖ４の４枚の垂直転送ゲート電極が設けられている。
【００１５】
この４枚の垂直転送ゲート電極Ｖ１〜Ｖ４には、垂直転送駆動クロック信号φ１〜φ４が供給されている。図６（ｂ）では、ポテンシャルが低いところに信号電荷が蓄積され、ポテンシャルの遷移に従って、垂直転送部１において信号電荷４が順次電荷転送されていく様子をハッチングで示している。
【００１６】
時間ｔ＝０において、信号電荷４は、フォトダイオードＰＤ５に隣接する垂直転送部１に位置している。時間の経過と共に、信号電荷４は、垂直方向（図６の左方向）に電荷転送されて行く。
【００１７】
時間ｔ＝３２において、信号電荷４は、フォトダイオードＰＤ１に隣接する垂直転送部１に位置している。したがって、フォトダイオードＰＤ５に隣接する位置からフォトダイオードＰＤ１に隣接する位置まで信号電荷４を電荷転送するために要する時間は、３２サイクルであることが分かる。
【００１８】
上述したように、垂直方向に並んだ４画素中、３画素を間引いて１画素から信号電荷を読み出す第２モードでは、４画素分の垂直電荷転送するのに３２サイクルが必要であり、時間が長くかかる。さらに高画素化された固体撮像素子では、垂直方向に並んだ画素数が多くなることから転送段数が多くなるため、その電荷転送に時間が長くかかることになる。よって、１フィールドの画像をより早く読み出すためには、この転送時間を減らす必要がある。特に、全画素読み出しモード時よりも高いフレームレートが要求される垂直画素間引き読み出しモード時には、高画素化された固体撮像素子ほど、垂直電荷転送時間の高速化が要求される。
【００１９】
上記垂直電荷転送に必要なサイクル時間を減らすための従来技術が、例えば特許文献２に開示されている。
【００２０】
図７は、特許文献２に開示されている従来の固体撮像装置について説明するための図であって、（ａ）は第１モード時を示し、（ｂ）は第２モード時を示す模式図である。
【００２１】
図７（ａ）および図７（ｂ）において、従来の固体撮像装置は、ＣＣＤチップ１１の垂直転送部１の各垂直転送ゲート電極に供給される垂直転送駆動クロック信号を生成するために、垂直電荷転送制御部１２が設けられている。この垂直転送制御部１２は、４相垂直転送駆動クロック信号φ１〜φ４を出力する４相駆動制御部１２ａと、１６相垂直転送駆動クロック信号φ１〜φ１６を出力する１６相駆動制御部１２ｂとを有しており、これらはモード信号に応じて切り替えられる。
【００２２】
図７（ａ）に示す第１モード時には、ＣＣＤチップ１１および垂直転送制御部１２に第１モード信号Ｍ１が供給されている。垂直転送部１に４相駆動制御部１２ａが接続され、連続する４枚の垂直転送ゲート電極Ｖ１〜Ｖ４のそれぞれに４相垂直転送駆動クロック信号φ１〜φ４がそれぞれ供給される。
【００２３】
図７（ｂ）に示す第２モード時には、ＣＣＤチップ１１および垂直駆動制御部１２に第２モード信号Ｍ２が供給されている。垂直転送部１に１６相駆動制御部１２ｂが接続され、連続する１６枚の垂直転送ゲート電極Ｖ１〜Ｖ１６のそれぞれに１６相垂直転送駆動クロック信号φ１〜φ１６が供給される。
【００２４】
このように、第２モード時に垂直転送ゲート電極Ｖ１〜Ｖ１６に１６相垂直転送駆動クロック信号φ１〜φ１６を供給することによって、電荷転送時間の高速化を図り、上記図６に示した従来技術では３２サイクル必要とされていた垂直転送サイクル時間を１６サイクルと半分にすることができて、高速電荷転送することができる。
【特許文献１】特開平９−２９８７５５号公報
【特許文献２】特開平１１−１６４２０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
しかしながら、上記従来の技術では、以下のような問題がある。
【００２６】
固体撮像素子が高画素数化すると、スチル画像が高精細化して画像を引き伸ばして大きくしたときにも画像が荒れないことから、固体撮像素子は益々高画素数化する傾向にある。固体撮像素子が高画素数化すると、垂直転送段数も増えて、より遠くから水平転送部に信号電荷を転送する必要から垂直転送時間が遅くなる。したがって、従来と同様の電荷転送時間しか確保できない場合（例えば装置の表示部に表示する場合）には、水平転送部までの垂直転送部の電荷転送時間を短縮しなければならない。
【００２７】
特許文献１に開示されている従来技術では、垂直方向に並んだ４画素中、３画素を間引いて１画素から信号電荷を読み出す場合に、第２モード時に３２サイクル必要となり、前述した垂直転送部の電荷転送時間の短縮化の要請から、時間が長くかかるという問題がある。したがって、１フィールドの画像をより速く読み出すためには、この垂直転送時間を減らす必要がある。
【００２８】
この問題を解決するために、特許文献２に開示されている従来技術では、第１モード時に用いられる４相駆動制御部に加えて、第２モード時に用いられる１６相駆動制御部が設けられている。このため、その分、固体撮像装置（撮像モジュール）が大きくなり、製造コストおよび全消費電力の増大を招くという問題がある。さらに、固体撮像素子（ＣＣＤ）についても、１６枚の電極に駆動制御部を接続する必要があるため、内部配線が増大し、電極パッド数が増加するため、チップサイズが大きくなるという問題がある。
【００２９】
本発明は、上記従来の問題を解決するもので、チップサイズ、製造コストおよび消費電力の増大を招くことなく、垂直画素間引き読み出しモード時に垂直電荷転送時間を短縮化することができる固体撮像装置および固体撮像素子の駆動方法、これを撮像部に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】
【００３０】
本発明の固体撮像装置は、受光した光を信号電荷に変換する複数の光電変換手段および、該複数の光電変換手段からそれぞれ読み出された各信号電荷を所定方向に電荷転送する電荷転送手段を有する固体撮像素子と、該所定方向と平行に並んだ光電変換手段からの各信号電荷の読み出し方が互いに異なる第１モード時と第２モード時とに応じて、該電荷転送手段を構成する各電荷転送ゲート電極に対する複数相駆動信号の出力割り当てを変えて、該各電荷転送ゲート電極を駆動する複数相駆動信号を出力する複数相駆動制御手段とを有するものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００３１】
また、好ましくは、本発明の固体撮像装置における出力割り当ては、前記第１モード時に、互いに連続するｎ（ｎ；２以上の自然数）枚の電荷転送ゲート電極毎の該電荷転送ゲート電極それぞれに対してｎ相の駆動信号のそれぞれを割り当て、前記第２モード時に、ｍ×ｎ枚（ｍは２以上の自然数、ｎは３以上の自然数）の互いに連続する電荷転送ゲート電極毎の連続するｍ枚ずつをｎ組として各組に対してｎ相の駆動信号のそれぞれを割り当てる。
【００３２】
本発明の固体撮像装置は、受光した光を信号電荷に変換する複数の光電変換手段および、該複数の光電変換手段からそれぞれ読み出された各信号電荷を所定方向に電荷転送する電荷転送手段を有する固体撮像素子と、該電荷転送手段を構成する各電荷転送ゲート電極を駆動する複数相駆動信号を出力する複数相駆動制御手段と、該所定方向に平行に並んだ光電変換手段からの各信号電荷の読み出し方が互いに異なる第１モード時と第２モード時とに応じて、該複数相駆動信号の該各電荷転送ゲート電極に対する割り当てを切り替える切り替えスイッチ手段とを有するものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００３３】
また、好ましくは、本発明の固体撮像装置における切り替えスイッチ手段は、前記第１モード時に、互いに連続するｎ（ｎ；２以上の自然数）枚の電荷転送ゲート電極毎の該電荷転送ゲート電極それぞれに対してｎ相の駆動信号のそれぞれを割り当て、前記第２モード時に、ｍ×ｎ枚（ｍは２以上の自然数、ｎは３以上の自然数）の互いに連続する電荷転送ゲート電極毎の連続するｍ枚ずつをｎ組として各組に対してｎ相の駆動信号のそれぞれを割り当てるように切り替える。
【００３４】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置における複数相駆動信号の前記各電荷転送ゲート電極に対する割り当ては、電荷転送速度が通常速度と高速度のいずれかになるように割り当てられる。
【００３５】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置におけるｎは３または４である。
【００３６】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置におけるｍは２または３である。
【００３７】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置における第１モードは全画素読み出しモードで電荷転送速度が通常速度モードであり、前記第２モードは垂直画素間引き読み出しモードで該電荷転送速度が高速度モードである。
【００３８】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置における第２モード時に、垂直方向に並んだ光電変換手段の４画素毎に３画素を間引いて前期信号電荷を読み出す。
【００３９】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置における電荷転送手段は垂直電荷転送手段および水平電荷転送手段の少なくともいずれかであり、該電荷転送手段が該垂直電荷転送手段の場合に前記所定方向は垂直電荷転送方向であり、該電荷転送手段が該水平電荷転送手段の場合に前記所定方向は水平電荷転送方向であり、該電荷転送手段が該垂直電荷転送手段および該水平電荷転送手段の場合に前記所定方向は該垂直電荷転送方向および該水平電荷転送方向である。
【００４０】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置における固体撮像素子は、インターライン・トランスファ方式ＣＣＤまたはフレームインターライン・トランスファ方式ＣＣＤである。
【００４１】
本発明の固体撮像素子の駆動方法は、受光した光を光電変換手段により信号電荷に変換し、該光電変換手段から読み出された信号電荷を、複数相駆動信号を用いて電荷転送手段により所定方向に電荷転送する固体撮像素子の駆動方法であって、該所定方向に平行に並んだ光電変換手段からの各信号電荷の読み出し方が異なる第１モード時と第２モード時とに応じて、該電荷転送手段を構成する各電荷転送ゲート電極に対する複数相駆動信号の割り当てを切り替えるものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００４２】
また、好ましくは、本発明の固体撮像素子の駆動方法における第１モード時に、互いに連続するｎ（ｎ；２以上の自然数）枚の電荷転送ゲート電極毎の該電荷転送ゲート電極それぞれに対してｎ相の駆動信号のそれぞれを割り当て、前記第２モード時に、ｍ×ｎ枚（ｍは２以上の自然数、ｎは３以上の自然数）の互いに連続する電荷転送ゲート電極毎の連続するｍ枚ずつをｎ組として各組に対してｎ相の駆動信号のそれぞれを割り当てる。
【００４３】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像素子の駆動方法におけるｎは３または４である。
【００４４】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像素子の駆動方法におけるｍは２または３である。
【００４５】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像素子の駆動方法における第１モードは全画素読み出しモードで電荷転送速度が通常速度モードであり、前記第２モードは垂直画素間引き読み出しモードで該電荷転送速度が高速度モードである。
【００４６】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像素子の駆動方法における第２モード時に、垂直方向に並んだ光電変換手段の４画素毎に３画素を間引いて前記信号電荷を読み出す。
【００４７】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像素子の駆動方法における電荷転送手段は垂直電荷転送手段および水平電荷転送手段の少なくともいずれかであり、該電荷転送手段が該垂直電荷転送手段の場合に前記所定方向は垂直電荷転送方向であり、該電荷転送手段が該水平電荷転送手段の場合に前記所定方向は水平電荷転送方向であり、該電荷転送手段が該垂直電荷転送手段および該水平電荷転送手段の場合に前記所定方向は該垂直電荷転送方向および該水平電荷転送方向である。
【００４８】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像素子の駆動方法における固体撮像素子はインターライン・トランスファ方式ＣＣＤまたはフレームインターライン・トランスファ方式ＣＣＤである。
【００４９】
本発明の電子情報機器は、本発明の上記固体撮像装置を撮像部に用いたものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００５０】
上記構成により、以下に、本発明の作用について説明する。
【００５１】
本発明にあっては、第１モードとしての全画素読み出しモード時と、第２モードとしての垂直画素間引き読み出しモード時とで、電荷転送ゲート電極としての垂直転送ゲート電極が、複数相駆動信号、例えば従来と同じ４相駆動信号により駆動される。
【００５２】
第１モード時と第２モード時とに応じて、例えば４相駆動信号の各垂直転送ゲート電極への割り当てが切り替えられる。第１モード時には、例えば、連続する４枚の垂直転送ゲート電極毎の各々に対して４相の駆動信号の各々が割り当てられる。また、第２モード時には、例えば、８枚の連続する垂直転送ゲート電極毎の連続する２枚ずつを４組として各組に対して４相の駆動信号の各々が割り当てられる。
【００５３】
第２読み出しモード時には、連続する２枚の垂直転送ゲート電極を一組として４相駆動信号により垂直転送が行われるため、１枚の垂直転送ゲート電極毎に４相駆動信号により垂直転送が行われる特許文献１の従来技術に比べて、電荷転送段数が半分になり、電荷転送時間を半分にすることが可能となる。
【００５４】
また、全画素読み出しモード時と垂直画素間引き読み出しモード時とで、同じ４相垂直転送駆動制御部が使用されるため、特許文献２の従来技術のように、垂直電荷転送制御のために別途多層駆動制御部を必要としない。
【発明の効果】
【００５５】
以上により、本発明によれば、高速読み出しが必要とされる垂直画素間引き読み出しモードにおいて、連続する２枚の垂直転送ゲート電極を一組として４相駆動信号により垂直転送が行われるため、特許文献１の従来技術に比べて、垂直電荷転送時間を短縮化することができる。
【００５６】
また、全画素読み出しモード時と垂直画素間引き読み出しモード時とで、従来と同じ４相垂直転送駆動制御部を使用するため、特許文献２の従来技術のような４相駆動制御部および１６相駆動制御部の二つの駆動制御部が必要なくなり、また、垂直転送制御部と垂直転送ゲート電極とを接続するための内部配線および電極パッド数も少なくてよいことから、固体撮像素子および固体撮像装置の製造コストの低コスト化、チップサイズの縮小化および低消費電力化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５７】
以下に、本発明の固体撮像装置および固体撮像素子の駆動方法の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態では、従来技術と比較するため、光電変換手段としてのフォトダイオードＰＤから信号電荷を読み出す方法として、第１モードの全画素読み出しモードと、垂直方向に並んだ４画素中、３画素を間引いて１画素から信号を読み出す第２モードの垂直画素間引き読み出しモードとを切り替え可能とした事例について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００５８】
図１は、本発明の実施形態に係る固体撮像素子およびその駆動方法を説明するための図であって、（ａ）は、第１モードとして全画素読み出しモード時における固体撮像素子およびその駆動方法を示す模式図、（ｂ）は、第２モードとして垂直画素間引き読み出しモード時における固体撮像素子およびその駆動方法を示す模式図である。
【００５９】
図１（ａ）および図１（ｂ）において、本実施形態の固体撮像素子１０は、インターライン・トランスファ方式ＣＣＤであり、受光した光（被写体光）を信号電荷に変換するための光電変換手段としてのフォトダイオードＰＤが２次元状でマトリックス状に複数配置され、垂直方向に並んだフォトダイオードＰＤ１〜ＰＤ１０に隣接して、フォトダイオードＰＤから読み出された信号電荷を垂直方向に電荷転送するための電荷転送手段を構成する垂直転送部１が設けられている。フォトダイオードＰＤと垂直転送部１との間には、図示しない読み出しゲート電極が設けられており、その読み出しゲート電極に供給される駆動電圧を制御することによって、各フォトダイオードＰＤ（画素部）からの信号電荷の読み出しが制御される。
【００６０】
垂直転送部１には、電荷転送ゲート電極としての垂直転送ゲート電極が垂直方向に並んでおり、各フォトダイオードＰＤ毎に４枚の垂直転送ゲート電極Ｖ１〜Ｖ４またはＶ５〜Ｖ８が設けられている。垂直転送ゲート電極Ｖ１〜Ｖ８は、電荷転送手段を構成する水平転送部２へ向かう方向に順にＶ１〜Ｖ８の順に並んでおり、二つのフォトダイオードＰＤにまたがって連続する８枚のゲートに順に垂直転送ゲート電極Ｖ１〜Ｖ８が割り当てられている。この垂直転送ゲート電極Ｖ１〜Ｖ８に供給される駆動制御電圧（複数相駆動信号；ここでは４相）を駆動制御することによって、各垂直転送部１での電荷転送が制御されるようになっている。
【００６１】
垂直転送部１によって電荷転送された信号電荷は、垂直転送部１の端部に接続された水平転送部２によって水平方向に電荷転送され、水平転送部２の端部に設けられた出力部３から撮像信号として信号出力される。なお、図１では、説明を簡略化すると共に従来技術と比較するために、フォトダイオードＰＤが垂直方向に１０個並んでいる事例について説明したが、フォトダイオードＰＤがそれ以上並んでいてもよい。
【００６２】
上記構成により、まず、第１モードとしての全画素読み出しモードについて説明する。
【００６３】
図１（ａ）に示す第１モードとしての全画素読み出しモード時には、４相駆動により、垂直に並んだ全てのフォトダイオードＰＤで生成された信号電荷が垂直転送部１に読み出される。
【００６４】
この垂直転送部１では、連続する４枚の垂直転送ゲート電極Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３およびＶ４と、連続する４枚の垂直転送ゲート電極Ｖ５、Ｖ６、Ｖ７およびＶ８とに対して、それぞれ、垂直転送パルスφ１、φ２、φ３およびφ４という４相の垂直転送駆動クロック信号が割り当てられて駆動制御される。これにより、全てのフォトダイオードＰＤから読み出された信号電荷が垂直方向に電荷転送されて水平転送部２へ電荷転送される。この水平転送部２では、信号電荷が水平方向に転送されて出力部３へ電荷転送され、全画素の信号電荷が出力部３から撮像信号として、順次、信号出力される。この第１モードの全画素読み出しモードは、高精細なスチル画像を得る際に用いられる。
【００６５】
この全画素読み出しモードは、垂直転送ゲート電極がＶ１〜Ｖ８と８個あるものの、４個の垂直転送ゲート電極を設けた従来技術と、垂直転送パルスφ１〜φ４の割当て状態は同じであるため、電荷転送方式は実質上、従来技術と同じである。
【００６６】
次に、第２モードとしての垂直画素間引き読み出しモードについて説明する。
【００６７】
図１（ｂ）に示す第２モードとしての垂直画素間引き読み出しモード時には、垂直に並んだ全てのフォトダイオードＰＤのうちフォトダイオードＰＤ１、ＰＤ５およびＰＤ９で生成された信号電荷が垂直転送部１に読み出される。ここでは、説明を簡略化するために、垂直方向に並んだ４画素中、３画素を間引いて１画素から信号電荷を読み出す場合を示しており、図１（ｂ）ではフォトダイオードＰＤ１、ＰＤ５およびＰＤ９から信号電荷が読み出される。
【００６８】
このとき、垂直転送部１において、８枚の連続する垂直転送ゲート電極の連続する２枚ずつを４組として、各組の垂直転送ゲート電極Ｖ１とＶ２、Ｖ３とＶ４、Ｖ５とＶ６、Ｖ７とＶ８に、それぞれ、φ１、φ２、φ３およびφ４という４相の垂直転送駆動クロック信号が割り当てられて駆動制御される。これにより、各フォトダイオードＰＤから読み出された信号電荷が垂直方向に電荷転送されて水平転送部２へ電荷転送される。この水平転送部２では、信号電荷が水平方向に電荷転送されて出力部３へ電荷転送され、各信号電荷が出力部３から、順次、撮像信号として信号出力される。この第２モードは、画角を変えずに第１モードよりも少ない画素数で、高いフレームレートで表示させる場合に用いられ、例えば動画画像として１フィールド画像当たり１／３０秒〜１／６０秒程度の高速で読み出すことが要求される場合などに用いられる。
【００６９】
以上のように、本実施形態の固体撮像素子１０は、第１モードと第２モードとに応じて、８枚の垂直転送ゲート電極Ｖ１〜Ｖ８に対する４相転送駆動クロック信号φ１〜φ４の割り当てが切り替えられている。
【００７０】
図２は、図１の固体撮像素子とこれを駆動制御する垂直転送制御部とを備えた固体撮像装置の要部構成例を示すブロック図であって、（ａ）は第１モード時を示すブロック図、（ｂ）は第２モード時を示すブロック図である。
【００７１】
図２（ａ）および図２（ｂ）において、本実施形態の固体撮像装置２０は、ＣＣＤチップ１１の垂直転送部１の各垂直転送ゲート電極Ｖ１〜Ｖ８にそれぞれ供給される各垂直転送駆動クロック信号（複数相駆動信号；ｎ相の駆動信号、ここではｎ＝４）を生成するために、複数相駆動制御手段としての垂直転送制御部１２Ａが設けられている。この垂直転送制御部１２Ａは、４相垂直転送駆動クロック信号φ１〜φ４を出力する４相駆動制御部１２ａと、第１モード時と第２モード時とのモードに応じて、４層垂直転送駆動クロック信号の各垂直転送ゲート電極Ｖ１〜Ｖ８への割り当てを切り替える切り替えスイッチ手段１３とを有している。
【００７２】
図３は、図２の切り替えスイッチ手段を含む垂直電荷転送制御部の構成例を説明するための回路図であって、（ａ）は第１モード時の動作状態を示す回路図、（ｂ）は第２モード時の動作状態を示す回路図である。
【００７３】
図２（ａ）および図３（ａ）に示す第１モード時には、ＣＣＤチップ１１および垂直転送制御部１２Ａに第１モード信号Ｍ１が供給される。このとき、切り替えスイッチ１３によって、垂直転送部１の連続する４枚の垂直転送ゲート電極Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３およびＶ４と、連続する４枚の垂直転送ゲート電極Ｖ５、Ｖ６、Ｖ７およびＶ８とに対して、それぞれ、４相垂直転送駆動クロック信号φ１、φ２、φ３およびφ４が割り当てられる。
【００７４】
図２（ｂ）および図３（ｂ）に示す第２モード時には、ＣＣＤチップ１１および駆動制御部１２Ａに第２モード信号Ｍ２が供給される。このとき、切り替えスイッチ１３によって、８枚の連続する垂直転送ゲート電極の連続する２枚ずつを４組として、各組の垂直転送ゲート電極Ｖ１とＶ２、Ｖ３とＶ４、Ｖ５とＶ６、Ｖ７とＶ８に、それぞれ、垂直転送駆動クロック信号φ１、φ２、φ３およびφ４が割り当てられる。
【００７５】
次に、上記８電極４相駆動方法による信号電荷の転送状態について説明する。
【００７６】
図４は、図２の固体撮像素子の駆動方法において、第２モード時に、上記４相の垂直転送駆動クロック信号φ１〜φ４を、８枚の連続する各垂直転送ゲート電極の連続する２枚ずつを４組として割り当てた場合について、信号電荷の転送状態を説明するための図であって、（ａ）はその４相垂直転送駆動クロック信号のタイミングチャート、（ｂ）はその垂直転送部のポテンシャル遷移図である。なお、図４（ａ）では、ある電荷転送パルスと他の電荷転送パルスとの重なり時間を単位時間として、横軸に時間ｔを示し、縦軸に信号波形を示し、図４（ｂ）では、縦軸に上記時間ｔを示し、横軸に垂直転送部の垂直位置とそのポテンシャルを示している。
【００７７】
例えばフォトダイオードＰＤ１〜ＰＤ１０は、図１に示すように、垂直方向に配列されて一つの垂直転送部１に接続されている。垂直転送部１には、一つのフォトダイオードＰＤ毎に４枚の垂直転送ゲート電極が設けられ、水平転送部２の方向に連続して順にＶ１〜Ｖ８の８枚の垂直転送ゲート電極が設けられている。その８枚の垂直転送ゲート電極には、垂直転送駆動クロック信号φ１〜φ４が供給されている。図４（ｂ）では、ポテンシャルが低いところに信号電荷が蓄積され、ポテンシャルの遷移に従って、垂直転送部１において信号電荷４が電荷転送されていく様子をハッチングで示している。
【００７８】
時間ｔ＝０において、電荷電荷４は、フォトダイオードＰＤ５に隣接する垂直転送部１に位置している。時間の経過と共に、電荷電荷４は、垂直方向（図の左方向）に電荷転送される。
【００７９】
時間ｔ＝１６において、電荷電荷４は、フォトダイオードＰＤ１に隣接する垂直転送部１に位置している。したがって、フォトダイオードＰＤ５に隣接する位置からフォトダイオードＰＤ１に隣接する位置まで信号電荷４を電荷転送するために要する時間は、１６サイクルとなる。
【００８０】
上述したように、第２モードとして、従来技術と同様に垂直方向に並んだ４画素中、３画素を間引いて１画素から信号電荷を読み出す垂直画素間引き読み出しモードについて比較すると、フォトダイオードＰＤ５に隣接する位置からフォトダイオードＰＤ１に隣接する位置に信号電荷４を電荷転送するために必要とされる時間は、特許文献１に開示されている従来技術では３２サイクルであった。これに対して、本実施形態では１６サイクルとなり、従来技術に比べて垂直転送時間を半分にすることができる。
【００８１】
さらに、本実施形態によれば、特許文献２に開示されている従来技術と同等に垂直転送時間の短縮化を図ることができる。また、本実施形態によれば、図２に示すように垂直転送制御部１２Ａにおいて、４相駆動制御部１２ａのみで、特許文献２に開示されているような１６相駆動制御部が不要であり、固体撮像素子の電極数についても、特許文献２に開示されているような１６枚の垂直転送ゲート電極は不要で本実施形態では８枚であることから、固体撮像素子と垂直転送制御部を含む固体撮像装置において、製造コストの低コスト化、チップサイズの縮小化および低消費電力化を図る上で有利である。
【００８２】
なお、上記実施形態の垂直転送制御部１２Ａでは、電荷転送手段としての垂直転送部１を構成する各垂直転送ゲート電極を駆動する４相駆動信号を出力する４相駆動制御部１２ａと、垂直方向に並んだ光電変換手段としてのフォトダイオードＰＤからの各信号電荷の読み出し方が互いに異なる第１モード時と第２モード時とに応じて、４相駆動信号の各垂直転送ゲート電極に対する割り当てを切り替える切り替えスイッチ手段１３とを有する  構成としたが、これに限らず、切り替えスイッチ手段１３の切り替え機能を４相駆動制御部１２ａの内部に含めることもできる。例えば、４相駆動信号をφ１〜φ４とし、各垂直転送ゲート電極をＶ１〜Ｖ８とした場合に、４相駆動制御部から各垂直転送ゲート電極Ｖ１〜Ｖ８に配線接続されていればよい。上記第１モード時に、４相駆動信号φ１が垂直転送ゲート電極Ｖ１，Ｖ５に、４相駆動信号φ２が垂直転送ゲート電極Ｖ２，Ｖ６に、４相駆動信号φ３が垂直転送ゲート電極Ｖ３，Ｖ７に、４相駆動信号φ４が垂直転送ゲート電極Ｖ４，Ｖ８に印加されるように、４相駆動制御部が４相駆動信号φ１〜φ４を出力制御すればよい。また、上記第２モード時には、４相駆動信号φ１が垂直転送ゲート電極Ｖ１，Ｖ２に、４相駆動信号φ２が垂直転送ゲート電極Ｖ３，Ｖ４に、４相駆動信号φ３が垂直転送ゲート電極Ｖ５，Ｖ６に、４相駆動信号φ４が垂直転送ゲート電極Ｖ７，Ｖ８に印加されるように、４相駆動制御部が４相駆動信号φ１〜φ４を出力制御すればよい。
【００８３】
即ち、複数相駆動制御手段としての４相駆動制御手段（４相駆動制御部）は、垂直方向に並んだ光電変換手段としてのフォトダイオードＰＤからの各信号電荷の読み出し方が互いに異なる上記第１モード時と上記第２モード時とに応じて、複数相駆動信号としての４相駆動信号φ１〜φ４の各電荷転送ゲート電極Ｖ１〜Ｖ８に対する出力割り当てを変えて、垂直転送部１を構成する各電荷転送ゲート電極Ｖ１〜Ｖ８を駆動する４相駆動信号φ１〜φ４を出力制御するものである。このモードに応じた、４相駆動信号φ１〜φ４の各電荷転送ゲート電極Ｖ１〜Ｖ８に対する出力割り当ては、第１モード時に互いに連続するｎ（ｎ；２以上の自然数）枚の電荷転送ゲート電極毎の電荷転送ゲート電極それぞれに対してｎ相の駆動信号のそれぞれを割り当て、第２モード時に２ｎ枚の互いに連続する電荷転送ゲート電極毎の連続する２枚ずつをｎ組として各組に対してｎ相の駆動信号のそれぞれを割り当てる。
【００８４】
また、上記実施形態では、垂直転送部１を制御する複数相制御手段を４相駆動制御部１２ａとし、４相駆動信号をφ１〜φ４とし、各垂直転送ゲート電極をＶ１〜Ｖ８とした４電極４相垂直駆動方式の場合について説明したが、これに限らず、３電極３相垂直駆動方式でもよく、信号電荷を読み出した場合に信号電荷の前後にバリアができる必要から３相あればよい。よって、複数相制御手段を３相駆動制御部とし、３相駆動信号をφ１〜φ３とし、各垂直転送ゲート電極をＶ１〜Ｖ６としてもよい。この場合には、上記第１モード時に、３相駆動信号φ１が垂直転送ゲート電極Ｖ１，Ｖ４に、３相駆動信号φ２が垂直転送ゲート電極Ｖ２，Ｖ５に、３相駆動信号φ３が垂直転送ゲート電極Ｖ３，Ｖ６に印加されるように、切り替えスイッチ手段１３が切り替え制御されるかまたは、相駆動制御部が３相駆動信号φ１〜φ３を出力制御すればよい。また、上記第２モード時には、３相駆動信号φ１が垂直転送ゲート電極Ｖ１，Ｖ２に、３相駆動信号φ２が垂直転送ゲート電極Ｖ３，Ｖ４に、３相駆動信号φ３が垂直転送ゲート電極Ｖ５，Ｖ６に印加されるように、切り替えスイッチ手段１３が切り替え制御されるかまたは、３相駆動制御部が３相駆動信号φ１〜φ３を出力制御すればよい。
【００８５】
さらに、上記実施形態では、第２モードとして、垂直方向に並んだ４画素中、３画素を間引いて１画素から信号電荷を読み出す垂直画素間引き読み出しモードを一例に挙げて説明したが、どのような垂直間引き率でも垂直間引き方法でも、従来の４電極４相垂直駆動方式と比べて垂直転送時間を大幅に削減することができる。さらに、読み出される画素を間引いた後で水平転送部または別途設けられた加算部にて画素加算する場合についても、同様に、垂直転送時間を削減することができる。
【００８６】
さらに、上記実施形態では、上記第１モード時に互いに連続する４枚の垂直転送ゲート電極毎の垂直転送ゲート電極それぞれに対して４相の駆動信号のそれぞれを割り当て、上記第２モード時に８枚の互いに連続する電荷転送ゲート電極毎の連続する２枚ずつを４組として各組に対して４相の駆動信号φ１〜φ４のそれぞれを割り当てる場合について説明したが、これに限らず、上記第２モード時に、３×４枚の互いに連続する電荷転送ゲート電極毎の連続する３枚ずつを４組として各組に対して４相の駆動信号φ１〜φ４のそれぞれを割り当てる場合にも本発明を適用できて、垂直転送部１において、高速電荷転送することができる。即ち、一般化すると、上記第２モード時に、ｍ×ｎ枚（ｍは２以上の自然数、ｎは３以上の自然数）の互いに連続する電荷転送ゲート電極毎の連続するｍ枚ずつをｎ組として各組に対してｎ相の駆動信号φ１〜φｎのそれぞれを割り当てる場合にも本発明を適用することができる。上記実施形態では、垂直転送ゲート電極を２枚ずつを１組としたが、何枚ずつ１組にするかは、垂直間引き率との関係から限界値がある。
【００８７】
さらに、上記実施形態では、固体撮像素子として、インターライン・トランスファ方式ＣＣＤを一例に挙げて説明したが、蓄積領域があるフレームインターライン・トランスファ方式ＣＣＤについても同様に、上記効果を期待することができることは言うまでもない。
【００８８】
さらに、上記実施形態では、垂直転送ゲート電極を２枚ずつを１組としたが、これに限らず、垂直転送ゲート電極の場合と同様に、水平転送ゲート電極を２枚ずつを１組としてもよいし、垂直転送ゲート電極および水平転送ゲート電極（電荷転送ゲート電極）をそれぞれ２枚ずつを１組としてもよく、電荷転送速度を早くすることができる。
【００８９】
なお、上記実施形態では、特に説明しなかったが、上記実施形態の固体撮像装置２０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電子情報機器について説明する。本発明の電子情報機器は、本発明の上記実施形態の固体撮像装置２０の少なくともいずれかを撮像部に用いて得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手段と、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手段と、この画像データを印刷（印字）して出力（プリントアウト）する画像出力手段とのうちの少なくともいずれかを有している。
【００９０】
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、特許出願および文献は、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】
【００９１】
本発明は、インターライン・トランスファ方式ＣＣＤやフレームインターライン・トランスファ方式などの固体撮像素子を備え、全画素読み出しモードおよび垂直画素間引き読み出しモードなどの異なる読み出しモードによって光電変換手段から電荷を読み出すことができる固体撮像装置および固体撮像素子の駆動方法において、特許文献１の従来技術に比べて、高速読み出しが必要とされる垂直画素間引き読み出しモードにおいて、垂直転送時間を短縮化することができる。
【００９２】
さらに、特許文献２の従来技術に比べて、垂直転送制御部において４相駆動制御部のみで１６相駆動制御部が不要となり、また、垂直転送制御部と垂直転送ゲート電極とを接続するための内部配線および電極パッド数が少なくて良いことから、固体撮像素子および固体撮像装置の製造コストの低コスト化、縮小化および低消費電力化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の実施形態に係る固体撮像素子およびその駆動方法を説明するための図であって、（ａ）は、第１モードとして全画素読み出しモード時における固体撮像素子およびその駆動方法を示す模式図、（ｂ）は、第２モードとして垂直画素間引き読み出しモード時における固体撮像素子およびその駆動方法を示す模式図である。
【図２】図１の固体撮像素子とこれを駆動制御する垂直転送制御部とを備えた固体撮像装置の要部構成例を示すブロック図であって、（ａ）は第１モード時を示すブロック図、（ｂ）は第２モード時を示すブロック図である。
【図３】図２の切り替えスイッチ手段を含む垂直電荷転送制御部の構成例を説明するための回路図であって、（ａ）は第１モード時の動作状態を示す回路図、（ｂ）は第２モード時の動作状態を示す回路図である。
【図４】図２の固体撮像素子の駆動方法において、第２モード時に、上記４相の垂直転送駆動クロック信号φ１〜φ４を、８枚の連続する各垂直転送ゲート電極の連続する２枚ずつを４組として割り当てた場合について、信号電荷の転送状態を説明するための図であって、（ａ）はその４相垂直転送駆動クロック信号のタイミングチャート、（ｂ）はその垂直転送部のポテンシャル遷移図である。
【図５】特許文献１に開示されている従来の固体撮像素子およびその駆動方法を説明するための図であって、（ａ）は、第１モードとして全画素読み出しモード時における固体撮像素子およびその駆動方法を示す模式図、（ｂ）は、第２モードとして垂直画素間引き読み出しモード時における固体撮像素子およびその駆動方法を示す模式図である。
【図６】図５の固体撮像素子において、４相の垂直転送駆動クロック信号φ１〜φ４を、連続する垂直転送ゲート電極Ｖ１〜Ｖ４に割り当てた場合について、信号電荷の電荷転送状態を説明するための図であって、（ａ）はその４相垂直転送駆動クロック信号のタイミングチャート、（ｂ）はその垂直転送部のポテンシャル遷移図である。
【図７】特許文献２に開示されている従来の固体撮像装置について説明するための図であって、（ａ）は第１モード時を示し、（ｂ）は第２モード時を示す模式図である。
【符号の説明】
【００９４】
１  垂直転送部
２  水平転送部
３  出力部
４  信号電荷
１０  固体撮像素子
１１  ＣＣＤチップ
１２Ａ  垂直転送制御部
１２ａ  ４相駆動制御部
１３  切り替えスイッチ
２０  固体撮像装置
ＰＤ  フォトダイオード
φ１〜φ４  ４相駆動信号
Ｍ１  第１モード信号
Ｍ２  第２モード信号
【図１】
2007166112.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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