(57)【要約】【課題】隣り合う画素列の信号電荷を容易に混合することができる固体撮像装置を提供する。【解決手段】固体撮像装置１は、複数の光電変換部３と、光電変換部３の第１列に対応して設けられた第１垂直転送部５ａと、第１列と隣り合って位置する光電変換部３の第２列に対応して設けられた第２垂直転送部５ｂと、第１垂直転送部５ａ及び第２垂直転送部５ｂによって転送された信号電荷を行方向に転送する水平転送部７と、第１列の光電変換部３のそれぞれに対応して設けられ、第１列と第１垂直転送部５ａとの間に位置し、第１列の光電変換部３のそれぞれから第１垂直転送部５ａに信号電荷を読み出す読み出し電極４ａと、第１列の光電変換部３のそれぞれに対応して設けられ、第１列と第２垂直転送部５ｂとの間に位置し、第１列の光電変換部３のそれぞれから第２垂直転送部５ｂに信号電荷を読み出す読み出し電極４ｂとを備える。【選択図】図１
2013042001.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板に行列状に配置され、入射光を信号電荷に変換する複数の光電変換部と、
前記光電変換部の第１列に対応して設けられ、前記第１列から読み出された信号電荷を列方向に転送する第１垂直転送部と、
前記第１列と隣り合って位置する前記光電変換部の第２列に対応して設けられ、前記第１列と前記第２列との間に位置し、前記第１列及び前記第２列から読み出された信号電荷を列方向に転送する第２垂直転送部と、
前記第１垂直転送部及び前記第２垂直転送部によって転送された信号電荷を行方向に転送する水平転送部と、
前記第１列の光電変換部のそれぞれに対応して設けられ、前記第１列と前記第１垂直転送部との間に位置し、前記第１列の光電変換部のそれぞれから前記第１垂直転送部に信号電荷を読み出す第１読み出し電極と、
前記第１列の光電変換部のそれぞれに対応して設けられ、前記第１列と前記第２垂直転送部との間に位置し、前記第１列の光電変換部のそれぞれから前記第２垂直転送部に信号電荷を読み出す第２読み出し電極とを備える
固体撮像装置。
【請求項２】
さらに、前記第２列の光電変換部のそれぞれに対応して設けられ、前記第２列と前記第２垂直転送部との間に位置し、前記第２列の光電変換部のそれぞれから前記第２垂直転送部に信号電荷を読み出す第３読み出し電極及び第４読み出し電極を備える
請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記第１読み出し電極及び前記第３読み出し電極は、共通の配線に接続され、共通の駆動信号が供給され、
前記第２読み出し電極及び前記第４読み出し電極は、共通の配線に接続され、共通の駆動信号が供給される
請求項２記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記第２垂直転送部は、信号電荷を転送するための駆動パルスが印加される複数の垂直転送電極を有し、
行方向に隣り合う前記光電変換部のそれぞれに対応して設けられた前記第２読み出し電極及び前記第４読み出し電極は、同じ前記垂直転送電極の下に信号電荷を読み出す
請求項２記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記固体撮像装置は、
前記第１読み出し電極を介して前記第１列の信号電荷を前記第１垂直転送部に読み出し、かつ前記第３読み出し電極を介して前記第２列の信号電荷を前記第２垂直転送部に読み出す第１出力モードと、
前記第２読み出し電極を介して前記第１列の信号電荷を前記第２垂直転送部に読み出し、かつ前記第４読み出し電極を介して前記第２列の信号電荷を前記第２垂直転送部に読み出す第２出力モードとを有する
請求項２記載の固体撮像装置。
【請求項６】
前記固体撮像装置は、互いに電極構成が異なる複数の前記水平転送部として第１水平転送部及び第２水平転送部を備え、
前記第１出力モードにおいて、前記第１垂直転送部及び前記第２垂直転送部で転送された信号電荷を前記第１水平転送部により行方向に転送し、
前記第２出力モードにおいて、前記第２垂直転送部で転送された信号電荷を前記第２水平転送部により行方向に転送する
請求項５記載の固体撮像装置。
【請求項７】
前記第１水平転送部及び前記第２水平転送部は、前記第１垂直転送部及び前記第２垂直転送部の電荷転送方向の下流の端部側に設けられ、
前記第１垂直転送部及び前記第２垂直転送部は、同じ方向に信号電荷を転送する
請求項６記載の固体撮像装置。
【請求項８】
前記固体撮像装置は、複数の前記水平転送部として第１水平転送部及び第２水平転送部を備え、
前記第１水平転送部は、前記第１垂直転送部の電荷転送方向の下流の端部側に設けられ、
前記第２水平転送部は、前記第２垂直転送部の電荷転送方向の下流の端部側に設けられ、
前記第１垂直転送部及び前記第２垂直転送部は、互いに逆方向に信号電荷を転送する
請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項９】
前記固体撮像装置は、複数の前記水平転送部として第１水平転送部、第２水平転送部、第３水平転送部及び第４水平転送部を備え、
前記第１水平転送部及び前記第３水平転送部は、前記第１垂直転送部の電荷転送方向の下流の端部側に設けられ、
前記第２水平転送部及び前記第４水平転送部は、前記第２垂直転送部の電荷転送方向の下流の端部側に設けられ、
前記第１垂直転送部及び前記第２垂直転送部は、互いに逆方向に信号電荷を転送する
請求項１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、入射した光を電気信号に変換し、映像信号として出力する固体撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、入射した光を電気信号に変換し、映像信号として出力する固体撮像装置が知られており、この固体撮像装置から得た映像信号に基づいて画像を表示するデジタルスチルカメラ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｔｉｌｌ  Ｃａｍｅｒａ；ＤＳＣ）が知られている。近年では、固体撮像装置を用いたカメラは、画質及び機能のさらなる向上のために、高画素化が求められている。
【０００３】
また、家庭用のディスプレイも高解像度化が進んでおり、放送システムも２００万画素だけでなく、更なる高解像度化によって、８００万画素や３２００万画素といった解像度の規格化が議論されている。したがって、例えば、２００万画素の出力映像と８００万画素の出力映像といった、画素数の異なる複数の出力映像を１つの固体撮像装置で実現できることが求められてきている。
【０００４】
このような固体撮像装置において、画素数の異なる複数の出力映像を実現するために、手振れ補正のような有効画素領域の中心領域を切り出す方法や、信号電荷を読み出す画素を間引く方法、複数の画素の信号電荷の混合により、出力映像信号の画素数を減らす方法が挙げられる。
【０００５】
しかし、切り出し方式の場合は、切り出さないときと切り出すときで画角の変化が大きくなると共に、多くの画素情報を捨てる結果となって効率が悪い。また、同様に、間引き方式も、多くの画素情報を捨てる結果となるため、効率が悪い。ゆえに、１つの固体撮像装置で複数の出力映像を実現する方法としては、複数の信号電荷を混合することが最も効率が良い。信号電荷の混合に関する技術としては、例えば特許文献１及び２に記載のものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１３１７６号公報
【特許文献２】特開２００３−１４３４８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図１２は、電荷結合素子（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ；ＣＣＤ）を用いた固体撮像装置１００の構成の一例を示す平面図である（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
画素部１０１は、行列状に配置され、入射した光を信号電荷に変換する複数の光電変換部（画素）１０３と、光電変換部１０３で得られた信号電荷を垂直方向（図１２中、下方向）に転送する垂直転送部１０４と、読み出し電極（図外）とを含む。垂直転送された信号電荷は、水平転送部１０６へ移動する際に、振り分け転送部１０５にて、水平転送部１０６への信号電荷の転送が制御される。水平転送部１０６へ移動した信号電荷は水平方向（図１２中、左方向）へ転送され、信号電荷を電圧に変換して出力する出力部１０８へ読み出される。
【０００９】
また、画素数の増加に伴って、同じフレームレートを維持するために、電荷転送の高速化の手段として、水平転送部を複数（２以上）設ける方法が挙げられる。例えば、図１３で示す固体撮像装置１１０は、垂直転送部１１４及び光電変換部１１３が配置された画素部１１１と、画素部１１１の片側（図１３中、下方）に設けられた水平転送部１１６ａ及び１１６ｂ並びに出力部１１８ａ及び１１８ｂとを含む。また、図１４で示す固体撮像装置１２０は、垂直転送部１２４及び光電変換部１２３が配置された画素部１２１と、画素部１２１の両側（図１４中、上方と下方）に設けられた水平転送部１２６ａ及び１２６ｂ並びに出力部１２８ａ及び１２８ｂとを含む（例えば、特許文献２参照）。
【００１０】
しかしながら、上述した固体撮像装置は、その構造によっては、隣り合う画素列同士つまり偶数列と奇数列との信号電荷の混合はできず、または信号電荷を混合すると装置特性を悪化させるという課題を有している。
【００１１】
そこで、本発明は、前記課題を鑑み、隣り合う画素列の信号電荷を混合することができる固体撮像装置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】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る固体撮像装置は、半導体基板に行列状に配置され、入射光を信号電荷に変換する複数の光電変換部と、前記光電変換部の第１列に対応して設けられ、前記第１列から読み出された信号電荷を列方向に転送する第１垂直転送部と、前記第１列と隣り合って位置する前記光電変換部の第２列に対応して設けられ、前記第１列と前記第２列との間に位置し、前記第１列及び前記第２列から読み出された信号電荷を列方向に転送する第２垂直転送部と、前記第１垂直転送部及び前記第２垂直転送部によって転送された信号電荷を行方向に転送する水平転送部と、前記第１列の光電変換部のそれぞれに対応して設けられ、前記第１列と前記第１垂直転送部との間に位置し、前記第１列の光電変換部のそれぞれから前記第１垂直転送部に信号電荷を読み出す第１読み出し電極と、前記第１列の光電変換部のそれぞれに対応して設けられ、前記第１列と前記第２垂直転送部との間に位置し、前記第１列の光電変換部のそれぞれから前記第２垂直転送部に信号電荷を読み出す第２読み出し電極とを備えることを特徴とする。
【００１３】
本態様によれば、１つの光電変換部には異なる垂直転送部に信号電荷を読み出すための第１読み出し電極及び第２読み出し電極の２つの読み出し電極が設けられる。従って、１つの垂直転送部には、その両側の異なる列の光電変換部から信号電荷を読み出し可能であるため、垂直転送部で隣り合う列の信号電荷を混合することができる。
【００１４】
ここで、前記固体撮像装置は、さらに、前記第２列の光電変換部のそれぞれに対応して設けられ、前記第２列と前記第２垂直転送部との間に位置し、前記第２列の光電変換部のそれぞれから前記第２垂直転送部に信号電荷を読み出す第３読み出し電極及び第４読み出し電極を備えてもよい。
【００１５】
また、前記固体撮像装置は、前記第１読み出し電極を介して前記第１列の信号電荷を前記第１垂直転送部に読み出し、かつ前記第３読み出し電極を介して前記第２列の信号電荷を前記第２垂直転送部に読み出す第１出力モードと、前記第２読み出し電極を介して前記第１列の信号電荷を前記第２垂直転送部に読み出し、かつ前記第４読み出し電極を介して前記第２列の信号電荷を前記第２垂直転送部に読み出す第２出力モードとを有してもよい。
【００１６】
本態様によれば、第１読み出し電極及び第３読み出し電極で隣り合う列の信号電荷を異なる垂直転送部に読み出す通常の読み出しモードと、第２読み出し電極及び第４読み出し電極で隣り合う列の信号電荷を同じ垂直転送部に読み出す画素混合の読み出しモードとを使い分けることができる。
【００１７】
また、前記第１読み出し電極及び前記第３読み出し電極は、共通の配線に接続され、共通の駆動信号が供給され、前記第２読み出し電極及び前記第４読み出し電極は、共通の配線に接続され、共通の駆動信号が供給されてもよい。
【００１８】
本態様によれば、隣り合う列の光電変換部の読み出し電極の信号線を共通にして、信号線の本数を削減することができる。
【００１９】
また、前記第２垂直転送部は、信号電荷を転送するための駆動パルスが印加される複数の垂直転送電極を有し、行方向に隣り合う前記光電変換部のそれぞれに対応して設けられた前記第２読み出し電極及び前記第４読み出し電極は、同じ前記垂直転送電極の下に信号電荷を読み出してもよい。
【００２０】
本態様によれば、隣り合う光電変換部の信号電荷を垂直転送部の同じ垂直転送電極下のウエル領域内に読み出し、信号電荷の読み出しと同時に混合を行うことができる。
【００２１】
また、前記固体撮像装置は、互いに電極構成が異なる複数の前記水平転送部として第１水平転送部及び第２水平転送部を備え、前記第１出力モードにおいて、前記第１垂直転送部及び前記第２垂直転送部で転送された信号電荷を前記第１水平転送部により行方向に転送し、前記第２出力モードにおいて、前記第２垂直転送部で転送された信号電荷を前記第２水平転送部により行方向に転送してもよい。
【００２２】
本態様によれば、通常の読み出しモード及び画素混合の読み出しモードの各モードで水平転送部を使い分け、各モードで最適な電極構造の水平転送部を行方向の転送に用いることができる。その結果、同じフレームレートでも駆動周波数の低減を実現することができ、低消費電力化ができる。
【００２３】
また、前記第１水平転送部及び前記第２水平転送部は、前記第１垂直転送部及び前記第２垂直転送部の電荷転送方向の下流の端部側に設けられ、前記第１垂直転送部及び前記第２垂直転送部は、同じ方向に信号電荷を転送してもよい。
【００２４】
本態様によれば、画素数が増えた場合でも、水平転送部の駆動周波数を高速化することなく、出力映像のフレームレートを維持又は向上することができるため、低消費電力ができる。
【００２５】
また、前記固体撮像装置は、複数の前記水平転送部として第１水平転送部及び第２水平転送部を備え、前記第１水平転送部は、前記第１垂直転送部の電荷転送方向の下流の端部側に設けられ、前記第２水平転送部は、前記第２垂直転送部の電荷転送方向の下流の端部側に設けられ、前記第１垂直転送部及び前記第２垂直転送部は、互いに逆方向に信号電荷を転送してもよい。
【００２６】
本態様によれば、複数の水平転送部が隣接して並べられる場合に比べて、複数の水平転送部間に必要な転送部を減らすことができるため、水平転送部間の転送に起因する信号電荷の転送不良を減らすことができ、転送効率の悪化を抑えることができる。さらに、１つの水平転送部に対する信号電荷を転送する垂直転送部の数が実質的に半分に減ることから、水平転送部の電極ピッチを倍に増やすことができ、フレームレートの高速化ができる。また、画素混合の読み出しモードでは、実質片側の水平転送部及び出力アンプしか使用しないため、低消費電力化ができる。
【００２７】
また、前記固体撮像装置は、複数の前記水平転送部として第１水平転送部、第２水平転送部、第３水平転送部及び第４水平転送部を備え、前記第１水平転送部及び前記第３水平転送部は、前記第１垂直転送部の電荷転送方向の下流の端部側に設けられ、前記第２水平転送部及び前記第４水平転送部は、前記第２垂直転送部の電荷転送方向の下流の端部側に設けられ、前記第１垂直転送部及び前記第２垂直転送部は、互いに逆方向に信号電荷を転送してもよい。
【００２８】
本態様によれば、転送効率を悪化させることなく、フレームレートの高速化ができる。また、画素混合の読み出しモードでは低消費電力化ができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明は、垂直転送部の構成に関わらず、隣り合う画素列の信号電荷を混合することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１に係る固体撮像装置の一例を示す構成図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態１に係る固体撮像装置の画素混合動作時の信号電荷の流れの一例を示す図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態１に係る画素部の電極配置の一例を示す平面図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態１に係る固体撮像装置の別の一例を示す構成図である。
【図５】図５は、図４の固体撮像装置における水平転送部の電極配置の一例を示す平面図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態１に係る固体撮像装置の別の一例を示す構成図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態２に係る固体撮像装置の一例を示す構成図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態２に係る固体撮像装置の画素混合動作時の信号電荷の流れを示す図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態２に係る画素部の電極配置の一例を示す平面図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施の形態２に係る固体撮像装置の別の一例を示す構成図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施の形態２に係る固体撮像装置の別の一例の画素混合動作時の信号電荷の流れを示す図である。
【図１２】図１２は、振り分け転送部を有する固体撮像装置の概略構成を示す図である。
【図１３】図１３は、水平転送部を複数有する固体撮像装置の概略構成の一例を示す図である。
【図１４】図１４は、水平転送部を複数有する固体撮像装置の概略構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、本発明について、以下の実施の形態及び添付の図面を用いて説明を行うが、これは例示を目的としており、本発明がこれらに限定されることを意図しない。つまり、以下の実施の形態で示される数字、構成要素、構成要素の配置位置、構成要素の材料及び構成要素の接続形態、タイミング、タイミングの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。本発明は、特許請求の範囲だけによって限定される。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、本発明の課題を達成するのに必ずしも必要ではないが、より好ましい形態を構成するものとして説明される。また、図面において、実質的に同一の構成、動作、及び効果を表す要素については、同一の符号を付す。
【００３２】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る固体撮像装置１の一例を示す構成図である。
【００３３】
この固体撮像装置１は、半導体基板に行列状に配置され、入射光を信号電荷に変換する複数の光電変換部３と、光電変換部３の第１列に対応して設けられ、第１列から読み出された信号電荷を列方向（垂直方向）に転送する第１垂直転送部５ａと、第１列と隣り合って位置する光電変換部３の第２列に対応して設けられ、第１列と第２列との間に位置し、第１列及び第２列から読み出された信号電荷を列方向に転送する第２垂直転送部５ｂと、第１垂直転送部５ａ及び第２垂直転送部５ｂによって転送された信号電荷を行方向（水平方向）に転送する水平転送部７と、第１列の光電変換部３のそれぞれに対応して設けられ、第１列と第１垂直転送部５ａとの間に位置し、第１列の光電変換部３のそれぞれから第１垂直転送部５ａに信号電荷を読み出す第１読み出し電極４ａと、第１列の光電変換部３のそれぞれに対応して設けられ、第１列と第２垂直転送部５ｂとの間に位置し、第１列の光電変換部３のそれぞれから第２垂直転送部５ｂに信号電荷を読み出す第２読み出し電極４ｂとを備えることを特徴とする。
【００３４】
固体撮像装置１は、さらに、第２列の光電変換部３のそれぞれに対応して設けられ、第２列と第２垂直転送部５ｂとの間に位置し、第２列の光電変換部３のそれぞれから第２垂直転送部５ｂに信号電荷を読み出す第３読み出し電極４ｃ及び第４読み出し電極４ｄを備える。
【００３５】
固体撮像装置１では、第１読み出し電極４ａ及び第３読み出し電極４ｃは、共通の配線に接続され、共通の駆動信号が供給され、第２読み出し電極４ｂ及び第４読み出し電極４ｄは、共通の配線に接続され、共通の駆動信号が供給される。
【００３６】
固体撮像装置１では、第２垂直転送部５ｂは、信号電荷を転送するための駆動パルスφＶ１〜φＶ４が印加される複数の垂直転送電極Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３及びＶ４を有し、行方向に隣り合う光電変換部３のそれぞれに対応して設けられた第２読み出し電極４ｂ及び第４読み出し電極４ｄは、同じ垂直転送電極の下に信号電荷を読み出す。
【００３７】
固体撮像装置１は、第１読み出し電極４ａを介して第１列の信号電荷を第１垂直転送部５ａに読み出し、かつ第３読み出し電極４ｃを介して第２列の信号電荷を第２垂直転送部５ｂに読み出す第１出力モード（通常の読み出し動作）と、第２読み出し電極４ｂを介して第１列の信号電荷を第２垂直転送部５ｂに読み出し、かつ第４読み出し電極４ｄを介して第２列の信号電荷を第２垂直転送部に読み出す第２出力モード（画素混合の読み出し動作）とを有する。
【００３８】
なお、１つの光電変換部３と第１垂直転送部５ａ又は第２垂直転送部５ｂとの間に設けられた読み出し電極とは１つの単位画素を構成する。つまり、光電変換部３、第１読み出し電極４ａ及び第２読み出し電極４ｂは１つの単位画素を構成し、さらに光電変換部３、第３読み出し電極４ｃ及び第４読み出し電極４ｄも１つの単位画素を構成する。
【００３９】
以下、図１の固体撮像装置について詳細を説明する。
【００４０】
固体撮像装置１は、複数の光電変換部３と、複数の第１読み出し電極４ａ、第２読み出し電極４ｂ、第３読み出し電極４ｃ及び第４読み出し電極４ｄと、複数の第１垂直転送部５ａ及び第２垂直転送部５ｂと、水平転送部７と、出力部９とを備える。具体的には、固体撮像装置１は、２層の電極構造で形成された垂直転送電極Ｖ１〜Ｖ４を有する第１垂直転送部５ａ及び第２垂直転送部５ｂと、同じく２層の電極構造で形成された水平転送電極Ｈ１及びＨ２を有する水平転送部７とを備えるＣＣＤ型の固体撮像装置である。第１垂直転送部５ａ及び第２垂直転送部５ｂは、駆動パルス（垂直転送パルス）φＶ１を垂直転送電極Ｖ１、駆動パルスφＶ２を垂直転送電極Ｖ２、駆動パルスφＶ３を垂直転送電極Ｖ３、駆動パルスφＶ４を垂直転送電極Ｖ４に印加することにより駆動される。そして、水平転送部７は、駆動パルス（水平転送パルス）φＨ１を水平転送電極Ｈ１、駆動パルスφＨ２を水平転送電極Ｈ２に印加することにより駆動される。これらの垂直転送電極Ｖ１〜Ｖ４及び水平転送電極Ｈ１及びＨ２は、例えば、２層のポリシリコン膜等の導電膜から構成される。
【００４１】
複数の光電変換部３と、複数の第１読み出し電極４ａ、第２読み出し電極４ｂ、第３読み出し電極４ｃ及び第４読み出し電極４ｄと、複数の第１垂直転送部５ａ及び第２垂直転送部５ｂとは、画素部（画素領域）２を構成する。
【００４２】
複数の光電変換部３は、画素領域に、行列状に（すなわち、２次元的に）配列され、入射光を信号電荷に変換する。光電変換部３は、入射された光に応じた信号電荷を生成する、例えば、フォトダイオードである。
【００４３】
第１垂直転送部５ａは、光電変換部３の奇数列に対応して設けられ、対応する奇数列の光電変換部３で生成された信号電荷を列方向、すなわち、垂直方向（図１中、下方向）に転送する。第２垂直転送部５ｂは、光電変換部３の偶数列に対応して設けられ、対応する偶数列の光電変換部３で生成された信号電荷と、隣接する奇数列の光電変換部３で生成された信号電荷とを列方向に転送する。
【００４４】
第１垂直転送部５ａは、例えば４相駆動であり、垂直転送電極Ｖ１〜Ｖ４を有し、垂直転送電極Ｖ１〜Ｖ４のそれぞれに対応する駆動パルスφＶ１〜φＶ４を印加することによって駆動されて、奇数列の光電変換部３で生成された信号電荷を水平転送部７へ転送する。第２垂直転送部５ｂも同様に、例えば４相駆動であり、垂直転送電極Ｖ１〜Ｖ４を有し、垂直転送電極Ｖ１〜Ｖ４のそれぞれに対応する駆動パルスφＶ１〜φＶ４を印加することによって駆動されて、偶数列の光電変換部３で生成された信号電荷と、隣接する奇数列の光電変換部３で生成された信号電荷とを水平転送部７へ転送する。
【００４５】
なお、ここでは図示していないが、画素部２から水平転送部７へ信号電荷を転送する際、途中に、例えば、画素部２から転送された複数の信号電荷をホールドし、転送する役割を持つ振り分け転送部を、画素部２と水平転送部７との間に設けてもよい。そして、当該振り分け転送部によって、第１垂直転送部５ａ及び第２垂直転送部５ｂから水平転送部７への信号電荷の転送タイミングを制御してもよい。
【００４６】
第１読み出し電極４ａは、奇数列の光電変換部３から第１垂直転送部５ａへ信号電荷を読み出す経路を形成する。第１読み出し電極４ａに読み出しパルスを電極に印加することで、奇数列の光電変換部３から第１垂直転送部５ａへの電荷転送経路が第１読み出し電極４ａの下に形成され、電荷転送が可能となる。一方、第２読み出し電極４ｂは、奇数列の光電変換部３から第２垂直転送部５ｂへ信号電荷を読み出す経路を形成する。第２読み出し電極４ｂに読み出しパルスを電極に印加することで、奇数列の光電変換部３から第２垂直転送部５ｂへの電荷転送経路が第２読み出し電極４ｂの下に形成され、電荷転送が可能となる。図１では、１つの光電変換部３に対して、２つの読み出し電極が配置されている。なお、読み出しパルスは、垂直転送パルスに対して電圧の絶対値が高いパルスである。
【００４７】
第３読み出し電極４ｃ及び第４読み出し電極４ｄは、偶数列の光電変換部３から第２垂直転送部５ｂへ信号電荷を読み出す経路を形成する。第３読み出し電極４ｃ及び第４読み出し電極４ｄに読み出しパルスを電極に印加することで、偶数列の光電変換部３から第２垂直転送部５ｂへの電荷転送経路が第３読み出し電極４ｃ及び第４読み出し電極４ｄの下に形成され、電荷転送が可能となる。
【００４８】
図１の矢印に示されるように、第１読み出し電極４ａ及び第３読み出し電極４ｃに読み出しパルスが印加されると、全光電変換部３に蓄積された信号電荷は、一斉に、それぞれ第１読み出し電極４ａ及び第３読み出し電極４ｃに隣接する第１垂直転送部５ａ及び第２垂直転送部５ｂに読み出される。
【００４９】
水平転送部７は、複数の第１垂直転送部５ａ及び第２垂直転送部５ｂによって転送された信号電荷を行方向、すなわち、水平方向（図１中、左方向）に転送する。水平転送部７は、例えば２相駆動であり、水平転送電極Ｈ１及びＨ２を有し、水平転送電極Ｈ１及びＨ２のそれぞれに対応する駆動パルスφＨ１及びφＨ２を印加することによって駆動されて、第１垂直転送部５ａ及び第２垂直転送部５ｂから転送された信号電荷を水平方向に転送し、出力部９に出力する。
【００５０】
出力部９は、水平転送部７の出力端に接する領域に形成されたフローティングディフュージョン部（図示せず）を含んでいて、水平転送部７から転送された信号電荷を電気信号として出力する。具体的には、出力部９は、水平転送部７から転送された信号電荷を電圧に変換して出力する。出力部９には、フローティングディフュージョン部を含む出力アンプが設けられている。
【００５１】
図２は、本発明の実施の形態１に係る固体撮像装置１の画素混合動作時（画素混合の読み出し動作時）の信号電荷の流れの一例を示す図である。
【００５２】
図１の矢印は、固体撮像装置１の通常動作時（通常の読み出し動作時）の信号電荷の流れを示すものであり、図２の画素混合動作時では、第２読み出し電極４ｂ及び第４読み出し電極４ｄに読み出しパルスを印加して、信号電荷を読み出している点が図１の通常動作時と異なる。
【００５３】
第２読み出し電極４ｂに読み出しパルスが印加されると、奇数列の光電変換部３に蓄積された信号電荷は、一斉に、第２読み出し電極４ｂに隣接する第２垂直転送部５ｂに読み出される。このとき、同時に、第４読み出し電極４ｄにも読み出しパルスが印加され、偶数列の光電変換部３に蓄積された信号電荷は、一斉に、第４読み出し電極４ｄに隣接する第２垂直転送部５ｂにも読み出される。従って、図１の場合とは異なり、奇数列の光電変換部３の信号電荷は、奇数列の光電変換部３に対応する第１垂直転送部５ａでなく、偶数列の光電変換部３に対応する第２垂直転送部５ｂに読み出される。
【００５４】
具体的には、例えば、奇数列の光電変換部３の信号電荷が光電変換部３の右の第２垂直転送部５ｂに読み出される場合は、偶数列の光電変換部３の信号電荷も光電変換部３の左の第２垂直転送部５ｂに読み出される。このとき、奇数列と偶数列の信号電荷は、同時に同じ第２垂直転送部５ｂの同じ垂直転送電極下に読み出されるため、読み出された時点で隣り合う２つの光電変換部３の信号電荷は混合（加算）される。
【００５５】
なお、混合された信号電荷（混合電荷）は、順次水平転送部７へ移動するが、水平転送部７へ混合電荷の１つのパケット（転送する電荷を格納する機能を持つ、ポテンシャルバリアで区切られたポテンシャルウェル）が転送された際に、水平転送部７が水平転送せずに待機し、次の混合電荷のパケットの自己への転送を待つことで、垂直方向の２画素混合が可能となる。これにより、隣り合う縦横２画素ずつ、計４画素の信号電荷を容易に足し合わせることができる。
【００５６】
図３は、本発明の実施の形態１に係る固体撮像装置の画素部２の電極配置の一例を示す平面図である。
【００５７】
図３では、垂直転送電極が第１層目（下層）の電極１１と、第２層目（上層）の電極１２との２層構造で設けられている。そして、垂直転送電極Ｖ２及びＶ４と第１読み出し電極４ａ及び第３読み出し電極４ｃとが第１層目の電極１１つまり連続する１つの電極で構成され、垂直転送電極Ｖ１及びＶ３と第２読み出し電極４ｂ及び第４読み出し電極４ｄとが第２層目の電極１２つまり連続する１つの電極で構成されている。また、画素間等の分離のために、例えば、ｐ型の不純物拡散領域によるチャネルストップ領域１３が形成されている。
【００５８】
全光電変換部３で個別の信号出力を得たい場合は、通常の読み出し動作を行い、垂直転送電極Ｖ２に隣接するゲート（第１読み出し電極４ａ及び第３読み出し電極４ｃ）に読み出しパルスを印加することで、第１読み出し電極４ａ及び第３読み出し電極４ｃを通じて、それぞれの光電変換部３に対応した第１垂直転送部５ａ及び第２垂直転送部５ｂに信号電荷が読み出される（図３中、各光電変換部３の左方向に読み出される）。そして、読み出された信号電荷は、混合されること無く、出力することができる。
【００５９】
一方、画素混合した（つまり、画素数の少ない）信号出力を得たい場合は、画素混合の読み出し動作を行い、垂直転送電極Ｖ１に隣接するゲート（第２読み出し電極４ｂ及び第４読み出し電極４ｄ）に読み出しパルスを印加することで、第２読み出し電極４ｂ及び第４読み出し電極４ｄを通じて、第２垂直転送部５ｂに信号電荷が読み出される。このとき、列毎に信号電荷の読み出される方向が異なり、例えば奇数列の各光電変換部３の信号電荷が右方向に読み出される場合は、偶数列の各光電変換部３の信号電荷は左方向に読み出されるように、読み出し電極が配置されている。これにより、信号電荷が読み出されると同時に、隣り合う左右２画素の信号電荷が第２垂直転送部５ｂで足し合わされることとなる。
【００６０】
以上の構成により、本発明の実施の形態１に係る固体撮像装置１では、第２読み出し電極４ｂ及び第４読み出し電極４ｄが共通の第２層目の電極１２で構成され、第２垂直転送部５ｂの共通の垂直転送電極Ｖ１と接続されている。従って、１つの電極１２に読み出しパルスを印加するだけで、隣り合う画素同士の信号電荷を容易に加算することができるので、複雑な加算のための駆動タイミングも不要となる。その結果、転送時間に余裕ができるため、転送不良も発生しにくくなり、入射光量に応じた正しい階調の画素信号を得ることができる。
【００６１】
なお、固体撮像装置１において、図４に示すように、水平転送部７が複数設けられてもよい。図４は、画素部２の片側（図４中、下側）に２つの第１水平転送部７ａ及び第２水平転送部７ｂを並列に配置した構成の一例を示す図である。図４では、第１垂直転送部５ａ及び第２垂直転送部５ｂの電荷転送方向の下流の端部側に、第１水平転送部７ａ及び第２水平転送部７ｂの両方を設けられ、第１垂直転送部５ａ及び第２垂直転送部５ｂは、同じ方向に信号電荷を転送している。そして、第１水平転送部７ａと第２水平転送部７ｂとの間には、水平間転送部８が配置されている。水平間転送部８は、駆動パルスφＨＨＴによって、第１水平転送部７ａと第２水平転送部７ｂとの間で信号電荷を選択的に転送し、第１水平転送部７ａの信号電荷のパケットの一部を選択的に第２水平転送部７ｂに転送する。
【００６２】
これにより、例えば、図５のように、第１水平転送部７ａと第２水平転送部７ｂとで水平転送電極Ｈ１及びＨ２の構成を変えることができる。そして、通常の読み出し動作時は第１水平転送部７ａを使用し、画素混合動作時は第２水平転送部７ｂを使用するといった使い分けもできる。言い換えると、固体撮像装置１は、互いに電極構成が異なる複数の水平転送部として第１水平転送部７ａ及び第２水平転送部７ｂを備え、第１出力モード（通常の読み出し動作）において、第１垂直転送部５ａ及び第２垂直転送部５ｂで転送された信号電荷を第１水平転送部７ａにより行方向に転送し、第２出力モード（画素混合の読み出し動作）において、第２垂直転送部５ｂで転送された信号電荷を第２水平転送部７ｂにより行方向に転送する使い分けもできる。この構成のときには、画素混合動作時は、水平転送電極Ｈ１及びＨ２のピッチが倍で転送できるため、出力スピードの高速化、もしくは、駆動周波数の低減による低消費電力化に有効である。
【００６３】
以上、本発明の実施の形態１に係る固体撮像装置１によれば、１つの電極１２に読み出しパルスを印加するだけで、隣り合う画素同士の信号電荷を容易に加算することが可能であることから、複雑な加算のための駆動タイミングが不要となる。その結果、転送時間に余裕ができるため、転送不良も発生しにくくなり、入射光量に応じた正しい階調の画素信号が得られる固体撮像装置を提供することができる。
【００６４】
なお、これまでの記載では、第１読み出し電極４ａ及び第３読み出し電極４ｃと、第２読み出し電極４ｂ及び第４読み出し電極４ｄとが、それぞれ共通の電極に接続されていたが、独立の電極に接続されていてもよい。例えば、図６のような構成の場合、常に、第１読み出し電極４ａ及び第３読み出し電極４ｃを介した信号電荷が同じ第１垂直転送部５ａに読み出される構成になっており、また、第２読み出し電極４ｂ及び第４読み出し電極４ｄを介した信号電荷が同じ第２垂直転送部５ｂに読み出される構成になっている。この構成の場合、信号電荷を混合することしかできないため、４種類の読み出し電極は独立に制御したほうが望ましい。
【００６５】
また、本実施の形態では２層の電極構成で説明したが、単層の電極構成でもよい。
【００６６】
（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２に係る固体撮像装置について説明するが、実施の形態１と異なる点を中心に説明する。
【００６７】
本発明の実施の形態２に係る固体撮像装置は、実施の形態１に係る固体撮像装置と比較して、出力スピードの高速化のために水平転送部の配置が異なり、さらにそれに起因して、画素部の垂直転送部の構成が異なっている。しかし、隣り合う画素同士の信号電荷を容易に加算することができる構造を提供することを目的とする点は、実施の形態１に係る固体撮像装置１と同様である。以下、実施の形態１と異なる点を中心に説明し、同じ点は説明を省略する。
【００６８】
図７は、本発明の実施の形態２に係る固体撮像装置２１の一例を示す構成図である。
【００６９】
この固体撮像装置２１は、複数の水平転送部として第１水平転送部２７ａ及び第２水平転送部２７ｂを備え、第１水平転送部２７ａは、第１垂直転送部２５ａの電荷転送方向の下流の端部側に設けられ、第２水平転送部２７ｂは、第２垂直転送部２５ｂの電荷転送方向の下流の端部側に設けられ、第１垂直転送部２５ａ及び第２垂直転送部２５ｂは、互いに逆方向に信号電荷を転送する。第１水平転送部２７ａの信号電荷は第１出力部２９ａに出力され、第２水平転送部２７ｂの信号電荷は第２出力部２９ｂに出力される。
【００７０】
固体撮像装置２１は、実施の形態１に係る図１の固体撮像装置１と比較して、光電変換部３の奇数列に対応して設けられた第１垂直転送部２５ａの電荷転送方向と、光電変換部３の偶数列に対応して設けられた第２垂直転送部２５ｂの電荷転送方向とが逆方向になっている点で異なっている。
【００７１】
固体撮像装置２１では、第１水平転送部２７ａ及び第２水平転送部２７ｂが画素部２の両側（図７中、上下）に１つずつ配置されており、画素信号の出力スピードの高速化が図られている。それに伴って、画素部２の第１垂直転送部２５ａ及び第２垂直転送部２５ｂで電荷転送方向が逆となっている。従って、偶数列の光電変換部３の信号電荷が画素部２の下側（図７中、下側）に転送される構造であり、奇数列の光電変換部３の信号電荷は画素部２の上側（図７中、上側）に転送される構造になっている。これにより、例えば、図４のような水平転送部を画素部２の片側に２つ以上並列に並べる場合において発生しやすい転送不良、つまり垂直転送部から送られた信号電荷を第１水平転送部７ａから水平間転送部８を通じて第２水平転送部７ｂに信号電荷を転送する際に発生しやすい転送不良を防いでいる。水平間転送部８で転送不良が発生しやすい原因は、第１水平転送部７ａ自体が幅広い（図７中、上下方向の長さが長い）ために、垂直転送部から第２水平転送部７ｂまでの転送距離が長くなるのに、それを少ない電極（第１水平転送部７ａの電極及び水平間転送部８の電極）で転送しなければいけないからである。
【００７２】
図７の矢印は、固体撮像装置２１の通常動作時の信号電荷の流れを示すものであり、第１読み出し電極４ａ及び第３読み出し電極４ｃに読み出しパルスが印加されると、全光電変換部３で一斉に第１垂直転送部５ａ及び第２垂直転送部５ｂの別々の垂直転送電極下に信号電荷が出力される。第１垂直転送部５ａ及び第２垂直転送部５ｂに読み出された信号電荷は、偶数列の信号電荷と奇数列の信号電荷で、逆の方向に転送される。それに対し、図８の矢印は、固体撮像装置２１の画素混合動作時の信号電荷の流れを示すものであり、第２読み出し電極４ｂ及び第４読み出し電極４ｄに読み出しパルスが印加されると、隣り合う光電変換部３で第２垂直転送部５ｂの同じ垂直転送電極下に信号電荷が出力され、隣り合う光電変換部３の信号電荷が加算して出力され、第２垂直転送部５ｂで転送される。
【００７３】
本来、図７のような各列に対応する垂直転送部で電荷転送方向が異なる構成の場合、隣り合う光電変換部３の信号電荷は、別々の水平転送部に転送されてしまうため、固体撮像装置内で信号電荷を加算することは不可能である。しかし、実施の形態１と同じように、１つの光電変換部３に対して第１読み出し電極４ａ及び第２読み出し電極４ｂを設け、第２読み出し電極４ｂに読み出しパルスを印加することで、信号電荷が読み出される列の隣の列に対応する第２垂直転送部２５ｂに信号電荷を読み出すことができるため、信号電荷の加算が可能となる。このとき、実施の形態１と同じように、隣り合う光電変換部３の信号電荷を第２垂直転送部２５ｂの共通の垂直転送電極下に読み出すことで、信号電荷を読み出すと同時に信号電荷を加算することが可能となる。その結果、転送時間に余裕ができることで、転送不良も発生しにくくなり、入射光量に応じた正しい階調の画素信号が得られる。
【００７４】
また、固体撮像装置２１は、画素混合動作時に片側の第１水平転送部２７ａ及び第１出力部２９ａしか使わないため、低消費電力化にも有効である。
【００７５】
図９は、本発明の実施の形態２に係る固体撮像装置の画素部２の電極配置の一例を示す平面図である。
【００７６】
第１垂直転送部２５ａは垂直転送電極Ｖ１〜Ｖ４を有し、第２垂直転送部２５ｂも同様に垂直転送電極Ｖ１〜Ｖ４を有する。
【００７７】
図９では、実施の形態１と同じように、垂直転送電極が第１層目（下層）の電極１１と、第２層目（上層）の電極１２との２層構造で設けられている。そして、垂直転送電極Ｖ２及びＶ４と第１読み出し電極４ａ及び第３読み出し電極４ｃとが第１層目の電極１１つまり連続する１つの電極で構成され、垂直転送電極Ｖ１及びＶ３と第２読み出し電極４ｂ及び第４読み出し電極４ｄとが第２層目の電極１２で構成されている。また、画素間等の分離のために、例えば、ｐ型の不純物拡散領域によるチャネルストップ領域１３が形成されている。
【００７８】
第１垂直転送部２５ａ及び第２垂直転送部２５ｂの電荷転送方向が異なるため、第１垂直転送部２５ａ及び第２垂直転送部２５ｂの電極構造も異なっているが、第１読み出し電極４ａ、第２読み出し電極４ｂ、第３読み出し電極４ｃ及び第４読み出し電極４ｄの配置の仕方は、実施の形態１と同じである。
【００７９】
なお、固体撮像装置２１において、図１０のように、水平転送部が画素部２の両側に２個ずつ備えられていてもよい。言い換えると、固体撮像装置２１は、複数の水平転送部として第１水平転送部２７ａ、第２水平転送部２７ｂ、第３水平転送部２７ｃ及び第４水平転送部２７ｄを備え、第１水平転送部２７ａ及び第３水平転送部２７ｃは、第１垂直転送部２５ａの電荷転送方向の下流の端部側に設けられ、第２水平転送部２７ｂ及び第４水平転送部２７ｄは、第２垂直転送部２５ｂの電荷転送方向の下流の端部側に設けられ、第１垂直転送部２５ａ及び第２垂直転送部２５ｂは、互いに逆方向に信号電荷を転送してもよい。第３水平転送部２７ｃの信号電荷は第３出力部２９ｃに出力され、第４水平転送部２７ｄの信号電荷は第４出力部２９ｄに出力される。第１水平転送部２７ａと第３水平転送部２７ｃとの間には、第１水平間転送部２８ａが配置され、第２水平転送部２７ｂと第４水平転送部２７ｄとの間には、第２水平間転送部２８ｂが配置されている。第１水平間転送部２８ａは、駆動パルスφＨＨＴによって、第１水平転送部２７ａと第３水平転送部２７ｃとの間で信号電荷を選択的に転送し、第２水平間転送部２８ｂは、駆動パルスφＨＨＴによって、第２水平転送部２７ｂと第４水平転送部２７ｄとの間で信号電荷を選択的に転送する。
【００８０】
図１０の構成にすることで、更なる出力スピードの高速化ができる。
【００８１】
図１０の矢印は、固体撮像装置２１の通常動作時の信号電荷の流れを示している。それに対し、図１１の矢印は、隣り合う光電変換部３の信号電荷を加算するモードのとき（画素混合動作時）の信号電荷の流れを示している。
【００８２】
図１０及び図１１では、水平転送部が駆動パルスφＨ１及びφＨ２により駆動される２相駆動ではなく、駆動パルスφＨ１〜φＨ４により駆動される４相駆動とされている。その理由は、実施の形態１で述べたものと同様である。つまり、２相駆動の構成の場合、飽和信号電荷量を確保するために転送電極の幅が広くなる傾向にある。しかし、幅が広いということは、言い換えれば、第１水平転送部２７ａ及び第２水平転送部２７ｂ自体が幅広い（図１０及び図１１中、上下方向の長さが長い）ということである。これは、水平転送部を並列に並べた場合、第１水平転送部２７ａから第３水平転送部２７ｃのような水平転送部間の転送に不利となる。それに対して、４相駆動であれば、電荷転送中の蓄積可能な信号電荷量は、２相駆動に比べて大きいため、同じ量の飽和信号電荷量を蓄えるためには、電極幅は大幅に短くてよい。これにより、同じ飽和信号電荷量を維持しつつ、２相駆動のときに比べて水平転送部の幅が大幅に縮小可能で、その上、水平転送部間の転送が容易になることから、４相駆動を採用する方が好ましい。さらに、水平転送部の幅の縮小による容量低減から、消費電力の低減にも有効である。
【００８３】
以上、本発明の実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、これら実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。
【００８４】
例えば、上記の各実施の形態では、１つの光電変換部３に対して読み出し電極は２種類で、光電変換部３の左と右の両方に読み出し電極が存在する奇数列と、片側だけに読み出し電極が存在する偶数列の繰り返しであった。しかし、読み出し電極は、奇数列の光電変換部３については左右の両方に設けられ、偶数列の光電変換部３については片側に設けられれば、１つの光電変換部３に対してｎ個の（ｎは３以上）の読み出し電極が設けられてもよい。また、奇数列の光電変換部３に対する読み出し電極の配置と偶数列の光電変換部３に対する読み出し電極の配置とが入れ替わってもよい。つまり、偶数列の光電変換部３の左と右の両方に読み出し電極を設けられ、奇数列の光電変換部３の片側だけに読み出し電極を設けられてもよい。
【００８５】
以上、図面を用いて説明したように、本発明の実施の形態に係る固体撮像装置は、半導体基板の画素領域に行列状に配置され、入射光を信号電荷に変換する複数の光電変換部と、複数の光電変換部の列に対応して設けられ、対応する複数の光電変換部から読み出した信号電荷を列方向に転送する複数の垂直転送部と、複数の垂直転送部によって転送された信号電荷を行方向に転送する水平転送部とを備え、画素部では、単位画素１つあたり、１つの光電変換部から垂直転送部へ読み出す電極がｎ個（ｎは２以上の整数）備えられて、出力モードによって、信号電荷を読み出す読み出し電極が異なる。
【００８６】
これにより、単位画素における読み出し電極の配置パターンの自由度が高まるために、垂直転送部が列に対応して設けられた場合でも、行方向に隣り合う光電変換部の信号電荷の混合ができる。
【００８７】
また、固体撮像装置は、さらに、上記ｎ個の読み出し電極のうち、少なくとも１個は列毎に配置パターンが異なり、列によっては、隣の光電変換部に対応する垂直転送部に信号電荷を読み出す構成で、かつ、信号電荷が読み出されると同時に、行方向に隣り合う光電変換部の信号電荷が混合される。
【００８８】
これにより、行方向に隣り合う光電変換部の信号電荷を垂直転送部に読み出すと同時に混合することが可能となるため、混合する動作の１ステップを省略でき、その分、転送時間等に余裕ができ、画素数が多い場合でも信号電荷の転送をスムーズに行うことができる。
【００８９】
また、上記ｎは２であり、読み出し電極が１つの単位画素あたり２個備えられており、奇数列の光電変換部と偶数列の光電変換部では、２個の読み出し電極の配置パターンが異なる。
【００９０】
これにより、読み出しパルスを印加する読み出し電極を変えるだけで、行方向に隣り合う光電変換部の信号電荷を混合するか、しないかを決めることができる。従って、信号を混合するために複雑な駆動タイミングを作る必要がなくなる。
【００９１】
また、固体撮像装置は、水平転送部をｍ個（ｍは２以上の整数）備える。
【００９２】
これにより、画素数が増えた場合でも、水平転送部の駆動周波数を高速化することなく、出力映像のフレームレートを維持又は向上することができるため、低消費電力化できる。
【００９３】
また、上記ｍは２であり、２つの水平転送部は、互いに電極構成が異なる。
【００９４】
これにより、出力モードによって使用する水平転送部を変えることで、同じフレームレートでも駆動周波数の低減を実現することができ、低消費電力化ができる。
【００９５】
また、上記ｍ個の水平転送部は、画素部の両側に少なくとも１個以上備えられ、隣り合う垂直転送部は互いに逆方向の電荷転送方向を有する。
【００９６】
これにより、複数の水平転送部が並列に並べられる場合に比べて、水平転送部間に必要な転送部の数を減らすことができるため、水平転送部間の転送に起因する信号電荷の転送不良を減らすことができる。さらに、片側の水平転送部に対して、信号電荷を送る垂直転送部の数が実質半分に減ることから、水平転送部の電極ピッチを増やすことができて、フレームレートの高速化ができる。
【００９７】
また、上記ｍは２であり、水平転送部は、画素領域の両側に１個ずつ備えられていて、隣り合う垂直転送部は互いに逆方向の電荷転送方向を有する。
【００９８】
これにより、複数の水平転送部間に必要な転送部を無くすとともに、水平転送部の電極ピッチを倍にできるため、転送効率を悪化させることなく、容易にフレームレートの高速化を行うことが可能となる。また、画素混合動作時は、実質片側の水平転送部及び出力アンプしか使用しないため、低消費電力化が可能となる。
【００９９】
また、上記ｍは４であり、水平転送部は、画素領域の両側に２個ずつ備えられていて、垂直転送部は、単位画素の列毎に互いに逆方向の転送方向を有する。
【０１００】
これにより、フレームレートを向上しながら、複数の水平転送部間に必要な転送部を減らすことで、水平転送部間の転送に起因する信号電荷の転送不良を減らすことができるとともに、出力モードが画素混合動作の場合は、水平転送部及び出力アンプを使用する数を減らすことが出来るため、低消費電力化ができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
本発明は、ＣＣＤ型の固体撮像装置に利用でき、特にビデオカメラ、デジタルスチルカメラ及びカメラ付き携帯電話などに用いられる固体撮像装置に利用することができる。
【符号の説明】
【０１０２】
１、２１、１００、１１０、１２０  固体撮像装置
２、１０１、１１１、１２１  画素部
３、１０３、１１３、１２３  光電変換部
４ａ  第１読み出し電極
４ｂ  第２読み出し電極
４ｃ  第３読み出し電極
４ｄ  第４読み出し電極
５ａ、２５ａ  第１垂直転送部
５ｂ、２５ｂ  第２垂直転送部
７、１０６、１１６ａ、１１６ｂ、１２６ａ、１２６ｂ  水平転送部
７ａ、２７ａ  第１水平転送部
７ｂ、２７ｂ  第２水平転送部
８  水平間転送部
９、１０８、１１８ａ、１１８ｂ、１２８ａ、１２８ｂ  出力部
１１、１２  電極
１３  チャネルストップ領域
２７ｃ  第３水平転送部
２７ｄ  第４水平転送部
２８ａ  第１水平間転送部
２８ｂ  第２水平間転送部
２９ａ  第１出力部
２９ｂ  第２出力部
２９ｃ  第３出力部
２９ｄ  第４出力部
１０４、１１４、１２４  垂直転送部
１０５  振り分け転送部
【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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