(57)【要約】【課題】光電変換部を複数の領域に分割することにより信号電荷の高速読み出しを可能にすると共に、構成を複雑化することなく、分割された複数の領域で得られた信号を合成して得られる画像の品質劣化を防止する。【解決手段】光電変換部１１０と、アナログシフトレジスタと、信号出力部１３１、１３２とを備えた固体撮像デバイスであって、前記アナログシフトレジスタをそのほぼ中央の領域を境界として第１の転送部１２１と第２の転送部１２２とに分割すると共に、前記第１の転送部と第２の転送部との間の境界に共通転送部１２３を設け、共通転送部１２３が光電変換部１１０から受け取った信号電荷の転送経路については第１の転送部１２１を通る第１の経路と第２の転送部１２２を通る第２の経路とのいずれか一方を選択可能に構成した。【選択図】図１
2007311555.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の半導体基板上に少なくとも１つの軸方向に沿って複数の光電変換素子を並べて配置した光電変換部と、前記光電変換部の各光電変換素子が発生した信号電荷を受け取って所定方向に転送するアナログシフトレジスタと、前記アナログシフトレジスタの下流端に接続された信号出力部とを備えた固体撮像デバイスであって、
前記アナログシフトレジスタをそのほぼ中央の領域を境界として第１の転送部と第２の転送部とに分割すると共に、前記第１の転送部と第２の転送部との間の境界に共通転送部を設け、前記共通転送部が前記光電変換部からの信号電荷の転送経路については、前記第１の転送部を通る第１の経路と第２の転送部を通る第２の経路とのいずれか一方を選択可能に構成した固体撮像デバイス。
【請求項２】
請求項１記載の固体撮像デバイスであって、
前記アナログシフトレジスタの第１の転送部と第２の転送部と共通転送部とのそれぞれが、前記半導体基板に形成された不純物層からなる電荷転送路と、前記電荷転送路と対向する位置に配置された電荷転送電極部とを有し、
前記電荷転送電極部は、第１電極と該第１電極に隣接する位置に配置された第２電極とで構成される電極対を有し、複数の前記電極対が前記電荷転送路に沿って連続的に配置され、
前記アナログシフトレジスタの共通転送部では、前記電荷転送電極部の第１電極及び第２電極の少なくとも一方が、前記第１の転送部及び第２の転送部の第１電極及び第２電極とは電気的に独立した状態で結線されることを特徴とする固体撮像デバイス。
【請求項３】
請求項２記載の固体撮像デバイスであって、
前記電荷転送電極部に接続された駆動回路を設けると共に、
前記駆動回路は、前記アナログシフトレジスタの共通転送部に対しては、第１電極及び第２電極に互いに独立した駆動信号を印加すると共に、少なくとも２種類の駆動信号を前記第１電極及び第２電極に印加することを特徴とする固体撮像デバイス。
【請求項４】
請求項１記載の固体撮像デバイスであって、
前記光電変換部は、前記複数の光電変換素子が列方向及び行方向に向かって二次元配列された二次元撮像部を構成し、
前記光電変換部の各光電変換素子で生成された信号電荷を列方向に向かって転送する複数の垂直電荷転送部と、
前記複数の垂直電荷転送部の下流端に出力される信号電荷を受け取って行方向に転送する水平電荷転送部と、を設けると共に、
前記水平電荷転送部に前記アナログシフトレジスタの構成を適用したことを特徴とする固体撮像デバイス。
【請求項５】
請求項１記載の固体撮像デバイスであって、
前記光電変換部は、前記複数の光電変換素子が列方向及び行方向に向かって二次元配列された二次元撮像部を構成し、
前記光電変換部の各光電変換素子で生成された信号電荷を列方向に向かって転送する複数の垂直電荷転送部と、
前記複数の垂直電荷転送部の下流端に出力される信号電荷を受け取って行方向に転送する水平電荷転送部とを設けると共に、
前記垂直電荷転送部に前記アナログシフトレジスタの構成を適用したことを特徴とする固体撮像デバイス。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載の固体撮像デバイスを利用するための固体撮像デバイスの駆動方法であって、
前記光電変換部で生成された信号電荷を前記アナログシフトレジスタに転送する第１ステップと、
前記アナログシフトレジスタの共通転送部が受け取った信号電荷を、前記第１の経路又は第２の経路を用いて前記アナログシフトレジスタ上を転送する第２ステップと、
前記光電変換部で生成された信号電荷を再び前記アナログシフトレジスタに転送する第３ステップと、
前記アナログシフトレジスタの共通転送部が受け取った信号電荷を、前記第２の経路又は第１の経路を用いて前記アナログシフトレジスタ上を転送する第４ステップと、
前記第２ステップで転送された共通転送部の信号電荷によって出力される第１の信号、および前記第４ステップで転送された共通転送部の信号電荷によって出力される第２の信号との違いに基づいて出力信号を補正する第５ステップと、を設けたことを特徴とする固体撮像デバイスの駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像を構成する各画素を検出するための複数の光電変換素子を一次元もしくは二次元に配列して構成した光電変換部を備える固体撮像デバイス及びそれを利用するための駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、多数の光電変換素子が二次元配列された固体撮像デバイスは、基本的には図１７に示すように構成されている。すなわち、固体撮像デバイスはシリコン基板３０１と、光電変換素子であるフォトダイオード（ＰＤ）３０２と、垂直電荷転送部（ＶＣＣＤ）３０３と、電荷読み出し領域（ＴＧ）３０４と、水平電荷転送部（ＨＣＣＤ）３０５と、信号出力アンプ３０６とを備えている。なお、各垂直電荷転送部及び水平電荷転送部は、ＣＣＤ（Charge Coupled Devices）を利用したアナログ信号を転送可能なシフトレジスタである。
フォトダイオード３０２はシリコン基板３０１の表面上に多数配置されており、例えば正方格子の各交点位置にそれぞれフォトダイオード３０２が配置されている。すなわち、二次元配置された多数のフォトダイオード３０２により二次元の光電変換部を形成している。なお、各フォトダイオード３０２の受光面の前面には、「Ｒ」、「Ｇ」、「Ｂ」等の各色成分のみを透過する光学カラーフィルタが配置されて、各フォトダイオード３０２が各色成分を検出している。各フォトダイオード３０２は、光電変換を行い、受光した光の強度や露光時間の長さなどに応じて決定される電荷量の電気信号を生成する。
【０００３】
各列のフォトダイオード３０２と隣接する位置に、列毎に垂直電荷転送部３０３が設けてある。各々の垂直電荷転送部３０３は、垂直方向、すなわち図１７における縦方向（矢印Ｙ方向）に向かって延設されている。
各フォトダイオード３０２によって生成された電荷は、電荷読み出し領域３０４を介して垂直電荷転送部３０３に転送された後、垂直電荷転送部３０３上を矢印Ｙ方向に向かって順次に転送され、水平電荷転送部３０５に到達した後、水平電荷転送部３０５上を矢印Ｘ方向に順次に転送され、信号出力アンプ３０６から画素単位の電気信号として出力される。
【０００４】
１つのフォトダイオード３０２の近傍における断面構造を図１８に示した。この図に示すように、シリコン基板３０１上に配置された各フォトダイオード３０２に隣接する位置に電荷読み出し領域３０４が形成され、電荷読み出し領域３０４に隣接する位置に垂直電荷転送部３０３が形成されている。垂直電荷転送部３０３には、転送チャネル３１１と電極３１２とが備わっている。電極３１２に所定の電圧（読み出しパルス）を印加することにより、電荷読み出し領域３０４に電界を印加し、フォトダイオード３０２の生成した電荷信号を転送チャネル３１１に転送する（読み出す）ことができる。転送チャネル３１１上には電極３１２を含めて複数の独立した電極が矢印Ｙ方向に並んで配置されているので、これらの電極に電圧を印加することにより、転送チャネル３１１上の電荷信号を矢印Ｙ方向に転送することができる。
【０００５】
ところで、最近ではより解像度の高い画像を撮影することが望まれているため、そのような要求に対応するために、固体撮像デバイスの光電変換部に設けられる光電変換素子の数を増やす必要がある。ところが、前述の垂直電荷転送部３０３や水平電荷転送部３０５においては、各光電変換素子で生成された信号電荷を、所定の転送パルスに同期して画素単位で順次に転送しているので、光電変換素子の数が増えるとそれに伴って全画素の信号電荷の転送を完了するまでの所要時間が長くなり、撮影の所要時間も長くなってしまう。
そこで、従来より、固体撮像デバイスの光電変換部を複数の領域に分割し、分割された領域毎に独立して信号電荷の転送を行うことが試みられている。例えば、特許文献１に開示された技術では、光電変換部の領域分割に合わせて前述の水平電荷転送部３０５に相当する複数の水平転送手段を設けている。
【０００６】
例えば、図１９に示す固体撮像デバイスにおいては、光電変換部３００を２分割すると共に、２つの水平電荷転送部３０５（１）、３０５（２）を設ける場合を想定している。この場合、分割された各領域の信号電荷を２つの水平電荷転送部３０５（１）、３０５（２）を用いて同時に（並列に）転送することができるので、それぞれの水平電荷転送部が転送すべき信号電荷の画素数が全体の半分になり、通常の半分の所要時間で転送を完了することができる。
但し、前述のように水平電荷転送部３０５の下流端には画素単位の電気信号を取り出すための信号出力アンプ３０６が存在するので、複数の領域の信号電荷を同時にそれぞれ転送するためには、水平電荷転送部３０５だけでなく信号出力アンプ３０６も図１９に示すように複数用意する必要がある。
【０００７】
しかし、１つの半導体基板上に互いに電気的特性が揃っている複数の信号出力アンプ３０６（１）、３０６（２）を形成することは困難である。従って、図１９に示すような構成の固体撮像デバイスにおいては、信号出力アンプ３０６（１）、３０６（２）の特性の違いが、変換ゲイン、リニアリティ、オフセット（黒レベル）の違いとなって、撮影された画像に現れる。つまり、信号出力アンプ３０６（１）から出力される各画素の信号と信号出力アンプ３０６（２）から出力される各画素の信号とを合成して１フレームの画像を生成すると、出力される画像中に明暗の差が生じたり、色つきが生じたり、暗時の黒浮きが生じ、特に画像フレームの中央部にある境界位置には余分な線状のノイズが発生し、画像の品質が著しく劣化してしまうことがあった。
【０００８】
例えば、信号出力アンプ３０６（１）から出力される各画素の信号と信号出力アンプ３０６（２）から出力される各画素の信号とのいずれか一方に、予め定めた定数を乗算するような補正処理を行うことにより、上述のような画像品質の劣化を抑制することは可能である。しかし、定数を用いて補正する場合には、撮像する環境の変化に対応できない。
【０００９】
例えば、撮影装置の電源を投入した直後に正しく特性が補正されていたとしても、周囲温度が変化したり、連続撮影の実行により固体撮像デバイス自体あるいはその周囲に存在する他の電子デバイスが発熱し、固体撮像デバイス上の信号出力アンプ３０６（１）、３０６（２）の温度に変化が生じる。すると、それらの電気的特性に互いに異なる変化が発生するため、補正処理の結果にずれが生じる。従って、経時変化により画像品質が劣化することは避けられない。
そこで、特許文献１に開示された技術においては、特別に設けた注入電荷発生手段が発生した共通の基準電荷を２つの水平電荷転送部にそれぞれ注入し、前記基準電荷を用いて特性のばらつきを補正するように構成することを提案している。
また、特許文献２に開示された技術においては、実際の被写体から入射する光の光量を補正用の信号として利用すると共に、入射光量を検出する際にすりガラスのようなぼかし部材を用いて分割された複数の領域に入射する光量が等しくなるように工夫することを提案している。
【特許文献１】特開２００４-３６４２３５号公報
【特許文献２】特開２００５-１５１０７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１の技術では、撮影した画像の信号電荷の他に、特別に生成した基準電荷を複数の水平電荷転送部にそれぞれ注入しなければならないので固体撮像デバイスを構成する要素の数が増え、構造が複雑になるのは避けられない。また、複数の水平電荷転送部に同一の基準電荷を注入できるとは限らないので、正確な補正ができない場合もある。
また、特許文献２の技術では、実際に被写体から入射する光の光量を利用して補正を行っているが、補正用の信号として複数の水平電荷転送部に入力される光量は、もともと同じ被写体からの光ではないので、あまり正確な補正を行うことはできない。
【００１１】
本発明は、光電変換部を複数の領域に分割することにより信号電荷の高速読み出しを可能にすると共に、構成を複雑化することなく、分割された複数の領域で得られた信号を合成して得られる画像の品質劣化を防止することが可能な固体撮像デバイス及び固体撮像デバイスの駆動方法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】
【００１２】
本発明に係る上記目的は下記構成により達成される。
（１）  所定の半導体基板上に少なくとも１つの軸方向に沿って複数の光電変換素子を並べて配置した光電変換部と、前記光電変換部の各光電変換素子が発生した信号電荷を受け取って所定方向に転送するアナログシフトレジスタと、前記アナログシフトレジスタの下流端に接続された信号出力部とを備えた固体撮像デバイスであって、前記アナログシフトレジスタをそのほぼ中央の領域を境界として第１の転送部と第２の転送部とに分割すると共に、前記第１の転送部と第２の転送部との間の境界に共通転送部を設け、前記共通転送部が前記光電変換部からの信号電荷の転送経路については、前記第１の転送部を通る第１の経路と第２の転送部を通る第２の経路とのいずれか一方を選択可能に構成した固体撮像デバイス。
【００１３】
この固体撮像デバイスによれば、共通転送部が光電変換部から転送されてくる信号電荷が通る経路を第１の経路及び第２の経路の中から選択することができる。つまり、共通転送部が光電変換部からの信号電荷を第１の経路及びその下流端に接続される第１の信号出力部を介して出力することもでき、また、第２の経路及びその下流端に接続される第２の信号出力部を介して出力することもできる。
従って、例えば同じ被写体に対する撮影を少なくとも２回連続的に行い、１回目の撮影で光電変換部の各光電変換素子が生成した信号電荷を、共通転送部から第１の経路及び第１の信号出力部を介して出力し、２回目の撮影で光電変換部の各光電変換素子が生成した信号電荷を、共通転送部から第２の経路及び第２の信号出力部を介して出力するように制御すれば、光電変換部の所定領域の光電変換素子が共通の被写体から受光した光量に相当する共通の信号電荷を、第１の信号出力部及び第２の信号出力部の双方に通して出力することができる。そして、第１の信号出力部から出力される信号と第２の信号出力部から出力される信号とが同じレベルになるように信号の補正を実施すれば、第１の信号出力部と第２の信号出力部との特性の違いを正しく補正することができる。しかも、被写体から受光した光を利用して信号電荷の補正を行うことができるので、構造が複雑にならない。なお、多数の光電変換素子が二次元配列された前述のような二次元固体撮像デバイスだけでなく、多数の光電変換素子が一次元配列されたリニアイメージセンサについても同様に本発明を適用できる。
【００１４】
（２）  （１）記載の固体撮像デバイスであって、前記アナログシフトレジスタの第１の転送部と第２の転送部と共通転送部とのそれぞれが、前記半導体基板に形成された不純物層からなる電荷転送路と、前記電荷転送路と対向する位置に配置された電荷転送電極部とを有し、
前記電荷転送電極部は、第１電極と該第１電極に隣接する位置に配置された第２電極とで構成される電極対を有し、複数の前記電極対が前記電荷転送路に沿って連続的に配置され、前記アナログシフトレジスタの共通転送部では、前記電荷転送電極部の第１電極及び第２電極の少なくとも一方が、前記第１の転送部及び第２の転送部の第１電極及び第２電極とは電気的に独立した状態で結線されることを特徴とする固体撮像デバイス。
【００１５】
この固体撮像デバイスによれば、アナログシフトレジスタがＣＣＤデバイスを構成する場合を想定している。すなわち、所定の軸方向に沿って連続的に配置された多数の電極対に対して２相の転送パルスを順次に印加することにより、これらの電極対と対向する電荷転送路上で、信号電荷を画素単位で転送することができる。また、第１の転送部及び第２の転送部についてはそれぞれの電極対を構成する第１電極と第２電極とを共通の端子に結線し、各電極対の第１電極と第２電極とに同相の転送パルスを印加することができる。
一方、共通転送部については、第１電極及び第２電極の少なくとも一方が、第１の転送部及び第２の転送部の第１電極及び第２電極とは電気的に独立した状態で結線されるので、共通転送部における信号電荷の転送は、第１の転送部及び第２の転送部とは独立して行うことができる。つまり、共通転送部の各々の第１電極又は各々の第２電極に印加する転送パルスの印加順序を制御することにより、共通転送部の電荷転送路において、第１の転送部又は第２の転送部に向かうように信号電荷の転送方向を切り替えることができる。従って、共通転送部が光電変換部から受け取った信号電荷を第１の経路及びその下流端に接続される第１の信号出力部を介して出力することができ、また、第２の経路及びその下流端に接続される第２の信号出力部を介して出力することもできる。
【００１６】
（３）  （２）記載の固体撮像デバイスであって、前記電荷転送電極部に接続された駆動回路を設けると共に、前記駆動回路は、前記アナログシフトレジスタの共通転送部に対しては、第１電極及び第２電極に互いに独立した駆動信号を印加すると共に、少なくとも２種類の駆動信号を前記第１電極及び第２電極に印加することを特徴とする固体撮像デバイス。
【００１７】
この固体撮像デバイスによれば、駆動回路から出力される複数の駆動信号（転送パルスと同じ）が共通転送部の第１電極及び第２電極に独立して印加されるので、共通転送部については互いに隣接する第１電極と第２電極との間で駆動信号が変化する順序を切り替えることができ、これにより共通転送部における信号電荷の転送方向の切り替えが可能になる。
【００１８】
（４）  （１）記載の固体撮像デバイスであって、前記光電変換部は、前記複数の光電変換素子が列方向及び行方向に向かって二次元配列された二次元撮像部を構成し、前記光電変換部の各光電変換素子で生成された信号電荷を列方向に向かって転送する複数の垂直電荷転送部と、前記複数の垂直電荷転送部の下流端に出力される信号電荷を受け取って行方向に転送する水平電荷転送部と、を設けると共に、前記水平電荷転送部に前記アナログシフトレジスタの構成を適用したことを特徴とする固体撮像デバイス。
【００１９】
この固体撮像デバイスによれば、多数の光電変換素子が二次元配列された二次元固体撮像デバイスにおいて、光電変換部を横方向に複数領域に分割する場合を想定している。すなわち、多数の光電変換素子でそれぞれ生成された信号電荷は列毎に独立した垂直電荷転送部で垂直方向に転送され、更に水平電荷転送部で水平方向に転送される。そして、光電変換部が水平方向の中央付近で複数の領域に分割され、水平電荷転送部のシフトレジスタに前記第１の転送部と第２の転送部と共通転送部とが設けられている。従って、水平電荷転送部における水平方向の転送所要時間を半分程度に短縮できる。
【００２０】
（５）  （１）記載の固体撮像デバイスであって、前記光電変換部は、前記複数の光電変換素子が列方向及び行方向に向かって二次元配列された二次元撮像部を構成し、前記光電変換部の各光電変換素子で生成された信号電荷を列方向に向かって転送する複数の垂直電荷転送部と、前記複数の垂直電荷転送部の下流端に出力される信号電荷を受け取って行方向に転送する水平電荷転送部とを設けると共に、前記垂直電荷転送部に前記アナログシフトレジスタの構成を適用したことを特徴とする固体撮像デバイス。
【００２１】
この固体撮像デバイスによれば、多数の光電変換素子が二次元配列された二次元固体撮像デバイスにおいて、光電変換部を縦方向に複数領域に分割する場合を想定している。すなわち、多数の光電変換素子でそれぞれ生成された信号電荷は列毎に独立した垂直電荷転送部で垂直方向に転送され、更に水平電荷転送部で水平方向に転送される。そして、光電変換部が垂直方向の中央付近で複数の領域に分割され、垂直電荷転送部のシフトレジスタに前記第１の転送部と第２の転送部と共通転送部とが設けられている。従って、垂直電荷転送部における垂直方向の転送所要時間を半分程度に短縮できる。
【００２２】
（６）  （１）乃至（５）のいずれか１項記載の固体撮像デバイスを利用するための固体撮像デバイスの駆動方法であって、前記光電変換部で生成された信号電荷を前記アナログシフトレジスタに転送する第１ステップと、前記アナログシフトレジスタの共通転送部が受け取った信号電荷を、前記第１の経路又は第２の経路を用いて前記アナログシフトレジスタ上を転送する第２ステップと、前記光電変換部で生成された信号電荷を再び前記アナログシフトレジスタに転送する第３ステップと、前記アナログシフトレジスタの共通転送部が受け取った信号電荷を、前記第２の経路又は第１の経路を用いて前記アナログシフトレジスタ上を転送する第４ステップと、前記第２ステップで転送された共通転送部の信号電荷によって出力される第１の信号、および前記第４ステップで転送された共通転送部の信号電荷によって出力される第２の信号との違いに基づいて出力信号を補正する第５ステップと、を設けたことを特徴とする固体撮像デバイスの駆動方法。
【００２３】
この固体撮像デバイスの駆動方法によれば、本発明の手順に従って前記固体撮像デバイスを駆動することにより、同じ被写体から入射した光を検出する光電変換素子によって生成された共通の信号電荷を、第１の経路を用いて転送し出力される第１の信号と、第２の経路を用いて転送し出力される第２の信号との違いを検出できるので、第１の経路の下流端に接続される第１の信号出力部と第２の経路の下流端に接続される第２の信号出力部との特性の違いを補正することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、前記アナログシフトレジスタの共通転送部が光電変換部から受け取った信号電荷が通る経路を前記第１の経路及び第２の経路の中から選択することができるので、同じ被写体から入射した光により同じ光電変換素子が生成した共通の信号電荷を、共通転送部から前記第１の経路の下流端に接続される第１の信号出力部と第２の経路の下流端に接続される第２の信号出力部とにそれぞれ与えることができるので、前記第１の信号出力部と第２の信号出力部との特性の違いを正しく補正することができる。しかも、被写体から受光した光を利用して信号電荷の補正を行うことができるので、構造が複雑化することを避けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
（第１の実施の形態）
本発明の固体撮像デバイス及び固体撮像デバイスの駆動方法に関する好適な実施の形態について、図１〜図７を参照しながら以下に詳細に説明する。
図１は第１の実施の形態における固体撮像デバイスの主要な構成要素の平面ブロック図である。
この形態では、デジタルカメラなどに用いられる二次元の固体撮像デバイスに本発明を適用する場合を想定している。基本的な構成及び動作については、前述の図１７及び図１８に示された固体撮像デバイスと同様であるので適宜参照されたい。
【００２６】
図１に示す固体撮像デバイス１００において、光電変換部１１０には多数のフォトダイオード１１１が一定の間隔で行方向（矢印Ｘ方向：水平方向）及び列方向（矢印Ｙ方向：垂直方向）に並んで配置されている。また、フォトダイオード１１１の各列の境界部分にそれぞれ垂直電荷転送部（ＶＣＣＤ）１１２が設けてある。従って、各フォトダイオード１１１によって生成される信号電荷（各フォトダイオード１１１が受光した光量に応じて定まる）は、隣接する位置に存在する垂直電荷転送部１１２に転送された後、垂直電荷転送部１１２に設けられた転送チャネル上を矢印Ｙ方向に画素単位で順次に転送され、アナログシフトレジスタである水平電荷転送部に送られる。
【００２７】
ところで、光電変換部１１０に設けられたフォトダイオード１１１の数が多いと、垂直電荷転送部１１２における信号電荷の転送所要時間や水平電荷転送部における転送所要時間が長くなる。そこで、この形態においては、図１に示すように光電変換部１１０を水平方向に３つの領域１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃに区分すると共に、水平電荷転送部も３つに区分し、それぞれ独立に制御可能な水平電荷転送部（ＨＣＣＤ）１２１、１２２、１２３を設けてある。
【００２８】
光電変換部１１０の領域１１０ａに属する列の垂直電荷転送部１１２を介して転送される信号電荷は水平電荷転送部（ＨＣＣＤ１）１２１に入力される。また、領域１１０ｂに属する列の垂直電荷転送部１１２を介して転送される信号電荷は水平電荷転送部（ＨＣＣＤ２）１２２に入力される。そして、領域１１０ｃに属する列の垂直電荷転送部１１２を介して転送される信号電荷は水平電荷転送部（ＨＣＣＤ３）１２３に入力される。
【００２９】
なお、領域１１０ｃは光電変換部１１０のほぼ中央に位置しており、領域１１０ａと領域１１０ｂとは同等の大きさになっている。また、領域１１０ｃについては補正用の共通の信号を抽出するために他の領域と区分されているので、必要最小限の大きさがあればよく、領域１１０ａ及び１１０ｂに比べて小さくても構わない。
【００３０】
水平電荷転送部（ＨＣＣＤ１）１２１については信号電荷の転送方向は常に一定であり、図１における右側から左側に向かって信号電荷が転送される。また、水平電荷転送部（ＨＣＣＤ２）１２２についても信号電荷の転送方向は常に一定であり、図１における左側から右側に向かって信号電荷が転送される。
【００３１】
従って、領域１１０ａに属する各フォトダイオード１１１で生成された信号電荷は、対応する垂直電荷転送部１１２を経由して水平電荷転送部（ＨＣＣＤ１）１２１に到達し、水平電荷転送部（ＨＣＣＤ１）１２１内の転送チャネル上を図１における右側から左側に向かって順次に転送され、信号出力アンプ１３１から画像信号ＳＧ１として出力される。また、領域１１０ｂに属する各フォトダイオード１１１で生成された信号電荷は、対応する垂直電荷転送部１１２を経由して水平電荷転送部（ＨＣＣＤ２）１２２に到達し、水平電荷転送部（ＨＣＣＤ２）１２２内の転送チャネル上を図１における左側から右側に向かって順次に転送され、信号出力アンプ１３２から画像信号ＳＧ２として出力される。
【００３２】
一方、中央の水平電荷転送部（ＨＣＣＤ３）１２３については外部から印加する転送パルスを切り替えることにより、信号電荷の転送方向を変化させることができる。すなわち、図１における右側から左側に向かって信号電荷を転送することもでき、また、図１における左側から右側に向かって信号電荷を転送することもできる。
つまり、アナログシフトレジスタである水平電荷転送部のほぼ中央の領域を境界として第１の転送部となるＨＣＣＤ１と第２の転送部となるＨＣＣＤ２に分割すると共に、ＨＣＣＤ１とＨＣＣＤ２との間の境界に共通転送部となるＨＣＣＤ３を設け、このＨＣＣＤ３が光電変換部から転送されてくる信号電荷の転送経路を、図１中に（Ｌ）と（Ｒ）で示すように、ＨＣＣＤ１を通る第１の経路とＨＣＣＤ２を通る第２の経路とのいずれか一方を選択可能に構成している。
【００３３】
従って、領域１１０ｃに属する各フォトダイオード１１１で生成された信号電荷については、水平電荷転送部（ＨＣＣＤ３）１２３内の転送チャネル上を図中右側から左側に向かって転送し、水平電荷転送部（ＨＣＣＤ１）１２１を経由して信号出力アンプ１３１から出力されるように制御することもでき、また、水平電荷転送部（ＨＣＣＤ３）１２３内の転送チャネル上を図中左側から右側に向かって転送し、水平電荷転送部（ＨＣＣＤ２）１２２を経由して信号出力アンプ１３２から出力されるように制御することもできる。
つまり、領域１１０ｃに属する各フォトダイオード１１１で生成された信号電荷を、共通の信号として、信号出力アンプ１３１及び信号出力アンプ１３２の両方から出力することができる。
【００３４】
仮に、信号出力アンプ１３１の特性と信号出力アンプ１３２の特性とが全く同じであるならば、信号出力アンプ１３１から出力される画像信号ＳＧ１に含まれる前記共通の信号の成分と、信号出力アンプ１３２から出力される画像信号ＳＧ２に含まれる前記共通の信号の成分とは全く同一の信号になる。
【００３５】
しかし、実際には信号出力アンプ１３１の特性と信号出力アンプ１３２の特性とが異なるので、変換ゲイン、リニアリティ、オフセット（黒レベル）の違いが画像信号ＳＧ１と画像信号ＳＧ２との間に現れる。換言すれば、画像信号ＳＧ１における前記共通の信号の成分と画像信号ＳＧ２における前記共通の信号の成分との違いがなくなるように信号の補正を実施すれば、信号出力アンプ１３１の特性と信号出力アンプ１３２の特性との違いを正確に補償することができる。
【００３６】
勿論、１回の撮影（露光）で領域１１０ｃに属する各フォトダイオード１１１が生成した信号電荷については、画像信号ＳＧ１と画像信号ＳＧ２とのいずれか一方だけにしか出力できないので、画像信号ＳＧ１中の前記共通の信号と、画像信号ＳＧ２中の前記共通の信号とを比較するためには少なくとも２回の撮影（露光）を行って、撮影の度に水平電荷転送部（ＨＣＣＤ３）１２３における信号電荷の転送方向を切り替える必要がある。例えば、静止画撮影モードにおいては、撮像前の内蔵モニタへのスルー画像表示時に、上記の補償を済ませておけばよい。
【００３７】
図２は第１の実施の形態の固体撮像デバイスと撮影により得られる画像データを補正するための周辺回路の構成例を示すブロック図で、図１に示した固体撮像デバイス１００の撮影によって得られる画像信号ＳＧ１、ＳＧ２を補正するための電気回路の構成を示している。図２に示されるように、固体撮像デバイス１００の出力に接続される比較回路１４０と信号補正回路１５０とが設けてある。
【００３８】
比較回路１４０の一方の入力には、固体撮像デバイス１００の信号出力アンプ１３１から出力される画像信号ＳＧ１のうち、水平電荷転送部（ＨＣＣＤ３）１２３から出力された成分ＳＧ１１のみが印加され、比較回路１４０のもう一方の入力には、固体撮像デバイス１００の信号出力アンプ１３２から出力される画像信号ＳＧ２のうち、水平電荷転送部（ＨＣＣＤ３）１２３から出力された成分ＳＧ２１のみが印加される。
【００３９】
そして、比較回路１４０は、信号成分ＳＧ１１と信号成分ＳＧ２１とを比較して、信号出力アンプ１３１と信号出力アンプ１３２との特性との違い、すなわち変換ゲイン、リニアリティ、オフセット（黒レベル）の違いに相当する補正情報を出力する。
【００４０】
信号補正回路１５０は、固体撮像デバイス１００から出力される画像信号ＳＧ１と画像信号ＳＧ２とを合成して１フレームの画像を生成するとともに、画像を構成する各画素の信号について、出力アンプ１３１と信号出力アンプ１３２との特性との違いを補正するための処理を実施する。例えば、予め用意した変換テーブルに比較回路１４０から出力される補正情報のパラメータと、各画素の画像信号レベルを与えることにより、補正された画像信号を得ることができる。変換テーブルの代わりに、予め用意した補正用の計算式を用いても良い。
【００４１】
なお、実際に補正を実施する場合には、画像信号ＳＧ１と画像信号ＳＧ２とのいずれか一方を基準とし、もう一方の画像信号だけについて、基準に対する特性のずれを補正するように信号処理すればよい。
補正処理の手順を図３のフローチャートに示した。その概略は次の通りである。
【００４２】
ステップＳ１：固体撮像デバイス１００と撮影対象の被写体との関係を固定し、一定長の露光時間に渡って固体撮像デバイス１００で１回目の撮影を実施する。すなわち、光電変換部で信号電荷が生成され、その生成された信号電荷が水平電荷転送部（ＨＣＣＤ３）１２３に転送される。
ステップＳ２：水平電荷転送部（ＨＣＣＤ３）１２３における信号電荷の転送方向を右から左（又は左から右）に向かう方向にセットし、領域１１０ｃのフォトダイオード１１１が生成した信号電荷を、垂直電荷転送部１１２、水平電荷転送部（ＨＣＣＤ３）１２３、水平電荷転送部（ＨＣＣＤ１）１２１、信号出力アンプ１３１を介して画像信号ＳＧ１として出力する。
【００４３】
ステップＳ３：ステップＳ１の直後に同じ被写体について、同じ長さの露光時間に渡って固体撮像デバイス１００で２回目の撮影を実施する。これにより、光電変換部で信号電荷が生成され、その生成された信号電荷が再び水平電荷転送部（ＨＣＣＤ３）１２３に転送される。
ステップＳ４：水平電荷転送部（ＨＣＣＤ３）１２３における信号電荷の転送方向を左から右（又は右から左）に向かう方向にセットし、領域１１０ｃのフォトダイオード１１１が生成した信号電荷を、垂直電荷転送部１１２、水平電荷転送部（ＨＣＣＤ３）１２３、水平電荷転送部（ＨＣＣＤ２）１２２、信号出力アンプ１３２を介して画像信号ＳＧ２として出力する。
【００４４】
ステップＳ５：ステップＳ２で出力される画像信号ＳＧ１のうち水平電荷転送部（ＨＣＣＤ３）１２３が転送した信号電荷の成分と、ステップＳ４で出力される画像信号ＳＧ２のうち水平電荷転送部（ＨＣＣＤ３）１２３が転送した信号電荷の成分とを比較回路１４０で比較して、その差分に相当する補正情報を生成する。
【００４５】
ステップＳ６：ステップＳ５で得られた補正情報を保存しておき、信号補正用のパラメータとして使用する。つまり、撮影を実施するたびに、画像信号ＳＧ１と画像信号ＳＧ２との少なくとも一方に含まれる各画素の信号を、前記補正情報に従って信号補正回路１５０で補正する。
【００４６】
次に、水平電荷転送部による電荷転送について、より詳細に説明する。
図４は図１に示す固体撮像デバイスの一部分に関する具体的な構成を拡大して示す平面図で、水平電荷転送部（ＨＣＣＤ３）１２３の近傍の具体的な構成を示している。図５は図４中のＡ−Ｂ線に沿って切断した断面の構造を表す縦断面図である。
図４に示すように、各垂直電荷転送部（ＶＣＣＤ）１１２には、４つの電極１８１〜１８４を介して転送制御用のパルス信号、すなわち４相の転送パルスＶ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４が印加される。つまり、所定の４相の転送パルスＶ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４を与えることにより、各垂直電荷転送部（ＶＣＣＤ）１１２は信号電荷を垂直方向（矢印Ｙ方向）に転送する。
【００４７】
各垂直電荷転送部（ＶＣＣＤ）１１２によって垂直方向に転送された信号電荷は、各垂直電荷転送部（ＶＣＣＤ）１１２の最下端に接続されているいずれかの水平電荷転送部（１２１〜１２３）のチャネル上に転送される。
【００４８】
各水平電荷転送部（１２１〜１２３）においては、図５に示すように、ｎ型半導体基板１６１上にｐ型不純物層１６２が形成されており、その上方に不純物層が形成される。基板の表面側には、２種類の電極である第１電極１７１と第２電極１７２とが一定の間隔で交互に並ぶように配置されている。第１電極１７１と第２電極１７２との間は所定の絶縁層により電気的に絶縁されている。第１電極１７１の下方にはｎ型不純物層１６３が形成されており、第２電極１７２の下方にはｎ−型不純物層１６４が形成されている。ｎ−型不純物層１６４の厚みはｎ型不純物層１６３よりも薄くなるように形成されている。また、第１電極１７１は１poly電極を形成し、第２電極１７２は２poly電極を形成している。
【００４９】
水平電荷転送部（ＨＣＣＤ１）１２１及び水平電荷転送部（ＨＣＣＤ２）１２２においては、互いに隣接する位置に存在する第１電極１７１と第２電極１７２とがそれぞれ電極対１７３を形成している。但し、水平電荷転送部（ＨＣＣＤ１）１２１においては、各第１電極１７１とその右側に隣接している第２電極１７２とが電極対１７３を構成し、水平電荷転送部（ＨＣＣＤ２）１２２においては、各第１電極１７１とその左側に隣接している第２電極１７２とが電極対１７３を構成している。つまり、水平電荷転送部（ＨＣＣＤ３）１２３を中心に水平転送部（ＨＣＣＤ１）１２１及び（ＨＣＣＤ２）１２２が鏡面対称とされている。
【００５０】
また、水平電荷転送部（ＨＣＣＤ１）１２１及び水平電荷転送部（ＨＣＣＤ２）１２２においては、各々の電極対１７３を構成する第１電極１７１と第２電極１７２とが外側の配線で結線され、第１電極１７１及び第２電極１７２に同一の信号が印加されるように配線してある。更に、水平電荷転送部（ＨＣＣＤ１）１２１及び水平電荷転送部（ＨＣＣＤ２）１２２においては、規則的に並んだ多数の電極対１７３が、図４に示すように１つおきに共通の配線と接続されているので、各電極対１７３には２相の転送パルスＨ１、Ｈ２が１つおきに交互に印加される。
【００５１】
一方、中央の水平電荷転送部（ＨＣＣＤ３）１２３については、図５に示すように互いに隣接する位置の第１電極１７１と第２電極１７２とが互いに独立して結線されている。すなわち、図５に示す水平電荷転送部（ＨＣＣＤ３）１２３の第１電極１７１及び第２電極１７２については、左端から順に、４相の転送パルスＨ４、Ｈ１、Ｈ３、Ｈ２、Ｈ４、Ｈ１、Ｈ３が印加される。第２電極１７２については、他の水平電荷転送部（ＨＣＣＤ１、ＨＣＣＤ２）と同様に２相の転送パルスＨ１、Ｈ２が１つおきに交互に印加されるが、第１電極１７１については新たに追加された転送パルスＨ３、Ｈ４が１つおきに印加される。
【００５２】
各水平電荷転送部（１２１〜１２３）においては、垂直電荷転送部１１２から受け取った信号電荷が第１電極１７１の下方に形成されるチャネルに一時的に蓄積され、第１電極１７１及び第２電極１７２に印加される転送パルスに従って水平方向に順次に転送される。
【００５３】
ここで、中央の水平電荷転送部（ＨＣＣＤ３）１２３の近傍における信号電荷の転送動作例を、図６及び図７に示した。図６は図１に示す固体撮像デバイスに関する水平転送動作例を表すタイムチャート、図７は図１に示す固体撮像デバイスに関する水平転送動作例を表すタイムチャートである。なお、図６及び図７の右側は、各第１電極１７１及び第２電極１７２の下方に存在する不純物層の電位分布の変化を模式的に表している。
【００５４】
すなわち、図６に示すように、転送パルスＨ３、Ｈ４として転送パルスＨ１、Ｈ２と同相の信号を印加することにより、水平電荷転送部（ＨＣＣＤ３）１２３が各垂直電荷転送部（ＶＣＣＤ）１１２から受け取った信号電荷は、ＨＤＣＣＤ２側に向けて左から右へ順次転送される。また、図７に示すように、転送パルスＨ３、Ｈ４として転送パルスＨ１、Ｈ２と逆相の信号を印加することにより、水平電荷転送部（ＨＣＣＤ３）１２３が各垂直電荷転送部（ＶＣＣＤ）１１２から受け取った信号電荷は、ＨＤＣＣＤ１側に向けて右から左へ順次転送される。
【００５５】
従って、図１の固体撮像デバイス１００を駆動するために４相の転送パルス（Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４）を生成する回路においては、４相の中の転送パルスＨ３、Ｈ４を転送パルスＨ１、Ｈ２と同相にするか逆相にするかを切り替えることで、水平電荷転送部（ＨＣＣＤ３）１２３における信号電荷の転送方向を切り替えることができ、光電変換部１１０の領域１１０ｃで生成された共通の信号電荷を、画像信号ＳＧ１及びＳＧ２の両方に選択的に出力することが可能になる。
【００５６】
次に、構造上の特徴を明確にするために、第１の実施の形態と従来例とを対比する。図１９〜図２２に示す従来例は、光電変換部が２つの領域に分割された二次元の固体撮像デバイスを表している。
【００５７】
図１９は従来例の固体撮像デバイスに関する主要な構成要素を上方から見た状態を表すブロック図である。図２０は図１９に示す従来の固体撮像デバイスの一部分に関する具体的な構成を拡大して示す平面図である。図２１は図２０中のＥ−Ｆ線に沿って切断した断面の構造を表す縦断面図である。図２２は図１９に示す従来の固体撮像デバイスにおける水平転送動作例を表すタイムチャートである。
【００５８】
図１９に示すように、従来例には図１中の転送方向を切り替え可能な水平電荷転送部（ＨＣＣＤ３）１２３が存在しないので、従来例では共通の信号電荷を信号出力アンプ３０６(1)、３０６(2)から出力することができない。
【００５９】
また、図２１に示すように、従来例では各水平電荷転送部（ＨＣＣＤ１，ＨＣＣＤ２）の電極がそれらの境界においても隣接する電極同士で互いに接続されており、図２２に示すように２相の転送パルスＨ１、Ｈ２だけで転送が制御されるので、水平電荷転送部（ＨＣＣＤ１）の転送方向は右から左に向かう方向に固定され、水平電荷転送部（ＨＣＣＤ２）の転送方向は左から右に向かう方向に固定されている。従って、各水平電荷転送部（ＨＣＣＤ１，ＨＣＣＤ２）に共通の信号電荷を与えることができない。
【００６０】
（第２の実施の形態）
本発明の固体撮像デバイスに関する他の実施の形態について、図８〜図１３を参照しながら以下に説明する。
図８は第２の実施の形態における固体撮像デバイスの一部分に関する具体的な構成を拡大して示す平面図である。図９は図８中のＣ−Ｄ線に沿って切断した断面の構造を表す縦断面図である。図１０〜図１３は、それぞれ図８に示す固体撮像デバイスに関する水平転送動作例を表すタイムチャートである。
【００６１】
本実施形態は第１の実施の形態の構成と同様に、図１に示した固体撮像デバイス１００と同様に水平電荷転送部（ＨＣＣＤ１）１２１と、水平電荷転送部（ＨＣＣＤ２）１２２と、水平電荷転送部（ＨＣＣＤ３）１２３とを備えている。なお、図１０〜図１３において、第１の実施の形態と対応する要素は同一の符号を付けて示してある。
【００６２】
この形態では、図８に示すように垂直電荷転送部（ＶＣＣＤ）１１２と各水平電荷転送部（１２１〜１２３）とを接続する境界部分に、制御信号ＬＭが印加される電極１８５及び１８６を設けてある。この変更に伴って、各水平電荷転送部（１２１〜１２３）の第１電極１７１及び第２電極１７２の数がほぼ半分に減っている。すなわち、第１の実施の形態では１列の垂直電荷転送部（ＶＣＣＤ）１１２あたり２組の第１電極１７１及び第２電極１７２を設ける必要があるが、第２の実施の形態では１列の垂直電荷転送部（ＶＣＣＤ）１１２あたり１組の第１電極１７１及び第２電極１７２を設けるだけでよい。
【００６３】
信号電荷の読み出しを行う際には、複数列の垂直電荷転送部からの信号電荷をラインメモリＬＭに一時的に蓄積しておき、ラインメモリＬＭに所望の信号電荷が揃ったタイミングで、各水平電荷転送部（１２１〜１２３）に転送する。
【００６４】
図９に示すように、水平電荷転送部（ＨＣＣＤ１）１２１及び水平電荷転送部（ＨＣＣＤ２）１２２の領域では、互いに隣接する位置の第１電極１７１と第２電極１７２とが電極対１７３を構成し、各電極対１７３の第１電極１７１と第２電極１７２とが共通の配線で電気的に接続されている。しかし、水平電荷転送部（ＨＣＣＤ３）１２３の領域ではそれぞれの互いに隣接する第１電極１７１と第２電極１７２とが独立に結線されている。
【００６５】
すなわち、第１の実施の形態と同様に、水平電荷転送部（ＨＣＣＤ１）１２１及び水平電荷転送部（ＨＣＣＤ２）１２２の領域では、各電極対１７３に２相の転送パルスＨ１、Ｈ２が１つおきに交互に印加され、水平電荷転送部（ＨＣＣＤ３）１２３の領域では各第１電極１７１及び第２電極１７２に４相の転送パルスＨ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４が印加される。
図９に示す例では、水平電荷転送部（ＨＣＣＤ３）１２３の領域に含まれる第１電極１７１の数は３であり、第２電極１７２の数は２であるので、第１の実施の形態と比べて大幅に数が減少している。
【００６６】
第２の実施の形態の固体撮像デバイス１００における中央の水平電荷転送部（ＨＣＣＤ３）１２３の近傍における信号電荷の転送動作例を、図１０〜図１３に示した。
すなわち、固体撮像デバイス１００の各電極に印加する４相の転送パルスＨ１〜Ｈ４を図１０に示すように制御することにより、偶数番目の列に関する信号電荷（偶数の番号で図中に示す電荷）を、水平電荷転送部（ＨＣＣＤ１）１２１では右から左に向かう方向に転送し、水平電荷転送部（ＨＣＣＤ２）１２２及び水平電荷転送部（ＨＣＣＤ３）１２３では左から右に向かう方向に転送することができる。
【００６７】
また、奇数番目の列に関する信号電荷（奇数の番号で図中に示す電荷）を転送する場合には、図１１に示すように４相の転送パルスＨ１〜Ｈ４を制御することにより、水平電荷転送部（ＨＣＣＤ１）１２１では右から左に向かう方向に転送し、水平電荷転送部（ＨＣＣＤ２）１２２及び水平電荷転送部（ＨＣＣＤ３）１２３では左から右に向かう方向に転送することができる。
【００６８】
一方、固体撮像デバイス１００の各電極に印加する４相の転送パルスＨ１〜Ｈ４を図１２に示すように制御することにより、偶数番目の列に関する信号電荷（偶数の番号で図中に示す電荷）を、水平電荷転送部（ＨＣＣＤ１）１２１及び水平電荷転送部（ＨＣＣＤ３）１２３では右から左に向かう方向に転送し、水平電荷転送部（ＨＣＣＤ２）１２２では左から右に向かう方向に転送することができる。
【００６９】
また、奇数番目の列に関する信号電荷（奇数の番号で図中に示す電荷）を転送する場合には、図１３に示すように４相の転送パルスＨ１〜Ｈ４を制御することにより、水平電荷転送部（ＨＣＣＤ１）１２１及び水平電荷転送部（ＨＣＣＤ３）１２３では右から左に向かう方向に転送し、水平電荷転送部（ＨＣＣＤ２）１２２では左から右に向かう方向に転送することができる。
【００７０】
（第３の実施の形態）
本発明の固体撮像デバイスに関するさらに他の実施の形態について、図１４を参照しながら以下に説明する。図１４は第３の実施の形態における固体撮像デバイスの主要な構成要素を上方から見た状態を表すブロック図である。
【００７１】
図１４に示す固体撮像デバイス１００Ｂは、前述の固体撮像デバイス１００と同様に多数のフォトダイオード１１１が二次元配列された光電変換部１１０を有している。但し、図１４に示す光電変換部１１０は、縦方向に３つの領域１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃに分割されている。
そして、前述の固体撮像デバイス１００と同様に各列のフォトダイオード１１１と隣接する位置にそれぞれ前述の垂直電荷転送部（ＶＣＣＤ）１１２が設けてあるが、これらの垂直電荷転送部（ＶＣＣＤ）１１２は光電変換部１１０の領域毎に独立している。
【００７２】
すなわち、光電変換部１１０の領域１１０ａに設けられた垂直電荷転送部（ＶＣＣＤ１）と、領域１１０ｂに設けられた垂直電荷転送部（ＶＣＣＤ２）と、領域１１０ｃに設けられた垂直電荷転送部（ＶＣＣＤ３）とが備わっている。これらの垂直電荷転送部（ＶＣＣＤ１、ＶＣＣＤ２、ＶＣＣＤ３）については、第１の実施の形態における水平電荷転送部１２１〜１２３と同じように構成することができる。
【００７３】
つまり、図１４に示す垂直電荷転送部（ＶＣＣＤ１）は図中の上から下に向かう方向に信号電荷を転送し、垂直電荷転送部（ＶＣＣＤ２）は図中の下から上に向かう方向に信号電荷を転送するように構成できる。また、垂直電荷転送部（ＶＣＣＤ３）については、図中の下から上に向かう方向と、上から下に向かう方向とのいずれかに信号電荷の転送方向を切り替えることができるように構成できる。
【００７４】
垂直電荷転送部（ＶＣＣＤ１）の下流端には水平電荷転送部（ＨＣＣＤ１）１２５が接続してあり、垂直電荷転送部（ＶＣＣＤ２）の下流端には水平電荷転送部（ＨＣＣＤ２）１２６が接続してある。
従って、光電変換部１１０の領域１１０ａに存在する各フォトダイオード１１１によって生成された信号電荷は、垂直電荷転送部（ＶＣＣＤ１）によって垂直方向（Ｙ方向）に転送された後、水平電荷転送部（ＨＣＣＤ１）１２５上のチャネルに転送され、水平電荷転送部（ＨＣＣＤ１）１２５上を水平方向（Ｘ方向）に転送されて信号出力アンプ１３１から出力される。
【００７５】
また、光電変換部１１０の領域１１０ｂに存在する各フォトダイオード１１１によって生成された信号電荷は、垂直電荷転送部（ＶＣＣＤ２）によって垂直方向（Ｙ方向）に転送された後、水平電荷転送部（ＨＣＣＤ２）１２６上のチャネルに転送され、水平電荷転送部（ＨＣＣＤ２）１２６上を水平方向（Ｘ方向）に転送されて信号出力アンプ１３２から出力される。
【００７６】
一方、垂直電荷転送部（ＶＣＣＤ３）の各電極に印加される転送パルス（Ｖ５〜Ｖ８）を切り替えることにより、垂直電荷転送部（ＶＣＣＤ３）における信号電荷の転送方向を変更できるので、光電変換部１１０の領域１１０ｃに存在する各フォトダイオード１１１によって生成された信号電荷は、垂直電荷転送部（ＶＣＣＤ３）から垂直電荷転送部（ＶＣＣＤ１）及び水平電荷転送部（ＨＣＣＤ１）１２５を経由して信号出力アンプ１３１から出力することもできる。また、垂直電荷転送部（ＶＣＣＤ３）から垂直電荷転送部（ＶＣＣＤ２）及び水平電荷転送部（ＨＣＣＤ２）１２６を経由して信号出力アンプ１３２から出力することもできる。
【００７７】
従って、光電変換部１１０の領域１１０ｃに存在する各フォトダイオード１１１によって生成された信号電荷を共通の信号として、画像信号ＳＧ１及びＳＧ２の両方に出力することができる。そのため、この共通の信号を利用して、第１の実施の形態と同様に、信号出力アンプ１３１と信号出力アンプ１３２との特性ずれに起因する画像信号の誤差を補正することが可能になる。信号補正の方法については、第１の実施の形態と同様の処理を実施すればよい。
【００７８】
（第４の実施の形態）
本発明の固体撮像デバイスに関するさらに他の実施の形態について、図１５を参照しながら以下に説明する。図１５は第４の実施の形態における固体撮像デバイスの主要な構成要素を上方から見た状態を表すブロック図である。
本実施形態は、前述の第１の実施の形態と第３の実施の形態の特徴を組み合わせることにより、図１５に示す固体撮像デバイス１００Ｃを構成してある。
【００７９】
図１５に示す固体撮像デバイス１００Ｃは、前述の固体撮像デバイス１００と同様に多数のフォトダイオード１１１が二次元配列された光電変換部１１０を有している。但し、図１５に示す光電変換部１１０は、横方向に３つの領域に分割され、更に縦方向にも３つの領域に分割されているので、合計で９個の領域が存在している。
そして、図１５の固体撮像デバイス１００Ｃにおいては、第１の実施の形態と同様に、光電変換部１１０の横方向の分割に合わせて、分割された領域毎に独立に制御可能な複数の水平電荷転送部（ＨＣＣＤ）１２１、１２２、１２３を設けてあり、中央の水平電荷転送部１２３については信号電荷の転送方向を右から左に向かう方向及び左から右に向かう方向に切り替え可能に構成されている。
【００８０】
また、図１５の固体撮像デバイス１００Ｃにおいては、第３の実施の形態と同様に、光電変換部１１０の縦方向の分割に合わせて、分割された領域毎に独立に制御可能な複数の垂直電荷転送部（ＶＣＣＤ１、ＶＣＣＤ２、ＶＣＣＤ３）が設けてあり、中央の垂直電荷転送部（ＶＣＣＤ３）については信号電荷の転送方向を上から下に向かう方向及び下から上に向かう方向に切り替え可能に構成されている。
【００８１】
また、光電変換部１１０の縦方向の分割に合わせて、水平電荷転送部（ＨＣＣＤ）１２１、１２２、１２３は、垂直電荷転送部（ＶＣＣＤ１）の下流端と垂直電荷転送部（ＶＣＣＤ２）の下流端とにそれぞれ設けてある。更に、信号出力アンプ１３１及び１３２もそれぞれ２つずつ設けてある。
【００８２】
信号出力アンプ１３１(1)と信号出力アンプ１３２(1)との間の特性の違い、並びに信号出力アンプ１３１(2)と信号出力アンプ１３２(2)との間の特性の違いについては、第１の実施の形態と同様の方法で補正処理を実施できる。また、信号出力アンプ１３１(1)と信号出力アンプ１３１(2)との間の特性の違い、並びに信号出力アンプ１３２(1)と信号出力アンプ１３２(2)との間の特性の違いについては、第３の実施の形態と同様の方法で補正処理を実施できる。
【００８３】
（第５の実施の形態）
本発明の固体撮像デバイスに関するさらに他の実施の形態について、図１６を参照しながら以下に説明する。図１６は第５の実施の形態における固体撮像デバイスの主要な構成要素を上方から見た状態を表すブロック図である。
本実施形態では、多数のフォトダイオードが一次元配列されたリニアイメージセンサに本発明を適用する場合を想定している。すなわち、図１６に示す固体撮像デバイス１００Ｄにおいては、光電変換部１１０に多数のフォトダイオード１１１が矢印Ｘの方向に向かって一次元配列されている。各フォトダイオード１１１と隣接する位置に、３つに分割された電荷転送部（ＣＣＤ）２０１、２０２、２０３が設けてある。
【００８４】
撮影（露光）により各フォトダイオード１１１が生成した信号電荷は、隣接する位置に存在するいずれか１つの電荷転送部（２０１〜２０３）に転送した後、各電荷転送部（２０１〜２０３）の転送チャネル上を画素毎に順次に転送される。
電荷転送部２０１における信号電荷の転送方向は図中の右から左に向かう方向であり、電荷転送部２０２における信号電荷の転送方向は図中の左から右に向かう方向であり、電荷転送部２０３における信号電荷の転送方向は図中の右から左に向かう方向と左から右に向かう方向とのいずれかを選択できる。
【００８５】
従って、電荷転送部２０１と対応する位置に存在するフォトダイオード１１１が生成した信号電荷は、電荷転送部２０１上を右から左に向かって順次に転送され、信号出力アンプ２１１から出力される。また、電荷転送部２０２と対応する位置に存在するフォトダイオード１１１が生成した信号電荷は、電荷転送部２０２上を左から右に向かって順次に転送され、信号出力アンプ２１２から出力される。
【００８６】
また、電荷転送部２０３と対応する位置に存在するフォトダイオード１１１が生成した信号電荷は、電荷転送部２０３上を右から左に向かって転送され、更に電荷転送部２０１を通って信号出力アンプ２１１から出力されるか、又は電荷転送部２０３上を左から右に向かって転送され、更に電荷転送部２０２を通って信号出力アンプ２１２から出力される。
【００８７】
従って、第１の実施の形態と同様に、信号出力アンプ２１１と信号出力アンプ２１２との特性の違いによって生じる画像信号の誤差を正しく補正することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
以上のように、デジタルカメラなどに用いられる二次元固体撮像デバイスや、イメージスキャナなどに用いられるリニアイメージセンサに本発明を適用することにより、読み出しの高速化のために光電変換部を複数の領域に分割した場合であっても、複数の出力部（アンプなど）の特性の違いによって生じる画像品質の劣化を防止することができる。しかも、被写体から受光した光を利用して信号電荷の補正を行うことができるので、構造の複雑化を避けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】第１の実施の形態における固体撮像デバイスの主要な構成要素の平面ブロック図である。
【図２】第１の実施の形態の固体撮像デバイスと撮影により得られる画像データを補正するための周辺回路の構成例を示すブロック図である。
【図３】画像信号の補正手順を示すフローチャートである。
【図４】図１に示す固体撮像デバイスの一部分に関する具体的な構成を拡大して示す平面図である。
【図５】図４中のＡ−Ｂ線に沿って切断した断面の構造を表す縦断面図である。
【図６】図１に示す固体撮像デバイスに関する水平転送動作例を表すタイムチャートである。
【図７】図１に示す固体撮像デバイスに関する水平転送動作例を表すタイムチャートである。
【図８】第２の実施の形態における固体撮像デバイスの一部分に関する具体的な構成を拡大して示す平面図である。
【図９】図８中のＣ−Ｄ線に沿って切断した断面の構造を表す縦断面図である。
【図１０】図８に示す固体撮像デバイスに関する水平転送動作例を表すタイムチャートである。
【図１１】図８に示す固体撮像デバイスに関する水平転送動作例を表すタイムチャートである。
【図１２】図８に示す固体撮像デバイスに関する水平転送動作例を表すタイムチャートである。
【図１３】図８に示す固体撮像デバイスに関する水平転送動作例を表すタイムチャートである。
【図１４】第３の実施の形態における固体撮像デバイスの主要な構成要素を上方から見た状態を表すブロック図である。
【図１５】第４の実施の形態における固体撮像デバイスの主要な構成要素を上方から見た状態を表すブロック図である。
【図１６】第５の実施の形態における固体撮像デバイスの主要な構成要素を上方から見た状態を表すブロック図である。
【図１７】一般的な二次元固体撮像デバイスの基本的な構成を表すブロック図である。
【図１８】図１７に示す二次元固体撮像デバイスの一部分の断面構造を表す縦断面図である。
【図１９】従来例の固体撮像デバイスに関する主要な構成要素を上方から見た状態を表すブロック図である。
【図２０】図１９に示す従来の固体撮像デバイスの一部分に関する具体的な構成を拡大して示す平面図である。
【図２１】図２０中のＥ−Ｆ線に沿って切断した断面の構造を表す縦断面図である。
【図２２】図１９に示す従来の固体撮像デバイスにおける水平転送動作例を表すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００９０】
１００  固体撮像デバイス
１１０  光電変換部
１１１  フォトダイオード
１１２  垂直電荷転送部（ＶＣＣＤ）
１２１，１２２，１２３  水平電荷転送部（ＨＣＣＤ）
１３１，１３２  信号出力アンプ
１４０  比較回路
１５０  信号補正回路
１６１  ｎ型半導体基板
１６２  ｐ型不純物層
１６３，１６４  ｎ型不純物層
１７１  第１電極
１７２  第２電極
１７３  電極対
１８１〜１８４  電極
２０１，２０２，２０３  電荷転送部
２１１，２１２  信号出力アンプ
３０１  シリコン基板
３０２  フォトダイオード（ＰＤ）
３０３  垂直電荷転送部（ＶＣＣＤ）
３０４  電荷読み出し領域（ＴＧ）
３０５  水平電荷転送部（ＨＣＣＤ）
３０６  信号出力アンプ
３１１  転送チャネル
３１２  電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【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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