(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換部と、該光電変換部で生成された信号を増幅する増幅部と、前記光電変換部で生成された信号をリセットするリセット部とを有する画素を１つの半導体基板上に複数並べて二次元に配置した撮像装置において、
前記画素として、前記リセット部に測光用の開口部を有する第１の画素と前記リセット部が遮光された第２の画素とを設け、
水平走査方向の各ラインを複数の第１の画素と複数の第２の画素とで構成し、
前記各ラインにおける第１の画素と第２の画素との配列パターンを複数種類備えて、
垂直走査方向の互いに隣接するラインでは、互いに異なる配列パターンで第１の画素と第２の画素とを並べた
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
請求項１記載の撮像装置において、水平走査方向の第１の領域に第１の画素が配置された第１の配置パターンと、水平走査方向の第２の領域に第１の画素が配置された第２の配置パターンとを垂直走査方向の１ラインおきに交互に配置したことを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
請求項１記載の撮像装置において、水平走査方向の第１の領域に第１の画素が配置された第１の配置パターンと、水平走査方向の第２の領域に第１の画素が配置された第２の配置パターンと、水平走査方向の第３の領域に第１の画素が配置された第３の配置パターンと、水平走査方向の第４の領域に第１の画素が配置された第４の配置パターンとを備えて、垂直走査方向の１ラインもしくは複数ラインおきに前記第１の配置パターンと第２の配置パターンとが交互に割り当てられた第１の測光領域と、垂直走査方向の１ラインもしくは複数ラインおきに前記第３の配置パターンと第４の配置パターンとが交互に割り当てられた第２の測光領域とを垂直走査方向の互いに異なる位置に設けたことを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
請求項１記載の撮像装置において、前記リセット部の基準電圧印加端子に接続され、電流レベルを電圧レベルに変換する電流電圧変換器を設けたことを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
請求項１記載の撮像装置において、前記リセット部の基準電圧印加端子に接続され、基準電圧の印加と測光信号の取り出しとを切り替えるスイッチング手段を設けたことを特徴とする撮像装置。
【請求項６】
請求項１記載の撮像装置において、前記増幅部を接合形の電界効果トランジスタで構成したことを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子カメラなどに利用される撮像装置に関し、特に露光条件決定のための光量検出に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子カメラなどにおいては、被写体の像を電気信号に変換するために、多数の光電変換セル（画素）が二次元に配列された撮像装置を用いる。撮像装置の各光電変換セルには、入射光の強度と露光時間（電荷蓄積時間）とに応じた電荷が生成され蓄積される。
【０００３】
この種の撮像装置には、光電変換セルにＣＣＤ素子を用いたＣＣＤ撮像装置や、光電変換セルに増幅素子を用いた増幅型撮像装置がある。増幅型撮像装置の従来技術としては、例えば特開平８−２９３５９１号公報が知られている。この従来技術においては、増幅素子として接合型電界効果トランジスタ（Ｊ−ＦＥＴ）を用いている。
【０００４】
撮像装置の各光電変換セルには、光電変換部，リセット部，電荷転送部，増幅部などが設けられる。リセット部は、蓄積電荷の初期化に利用される。電荷転送部は、光電変換部に蓄積された電荷を増幅部に転送する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この種の撮像装置においては、各光電変換セルの蓄積電荷量が入射光の強度と露光時間とに応じて定まるので、被写体の明るさ等に応じて撮影条件が変化する。例えば、被写体の照度が非常に低い場合には光電変換セルの蓄積電荷量が小さいので、暗電流などのノイズ成分の影響が大きくなり、画像品質が劣化する。
【０００６】
また、被写体の照度が非常に大きい場合には、高輝度画素から隣接画素への電荷の流出によって、撮影した画像にブルーミング（にじみ）やスミアなどの悪影響が現れる。
被写体の照度が低い場合には、露光時間を長くすれば、蓄積電荷量が増えるのでノイズの影響が低減される。また被写体の照度が非常に大きい場合には、露光時間を短くすれば、蓄積電荷量が抑制されるので高輝度画素から隣接画素への電荷の流出は防止される。
【０００７】
このような露光時間の制御を実施するためには、露光状況の把握が不可欠である。しかしながら、電荷蓄積型の一般的な固体撮像装置においては、実際の露光が完了するまでは各光電変換セルの電荷を読み出すことができない。
従って、撮影条件を検出するためには、特別な露出計を用意しなければならない。但し、固体撮像装置においては検出面での散乱反射光が少ないので、銀塩フィルムを使用するカメラのようなＴＴＬ測光は利用できない。
【０００８】
このため、撮像装置の検出面に入射する光の強度や露光量を正確に測定するのは困難である。つまり、実際に撮影を実施して撮影された画像の状況を調べない限り、撮影条件の正確な把握は難しい。
また、様々な被写体に対して適切な露出で撮影をするためには、撮像装置の受光面上の複数の領域についてそれぞれ光量を検出する必要がある。
【０００９】
本発明は、電子カメラなどに利用される撮像装置において、撮影とほぼ同時に撮像面に入射する光量の検出を可能にするとともに、撮像面上の複数の領域のそれぞれについて光量の検出を実現することを主な目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の撮像装置は、光電変換部と、該光電変換部で生成された信号を増幅する増幅部と、前記光電変換部で生成された信号をリセットするリセット部とを有する画素を１つの半導体基板上に複数並べて二次元に配置した撮像装置において、前記画素として、前記リセット部に測光用の開口部を有する第１の画素と前記リセット部が遮光された第２の画素とを設け、水平走査方向の各ラインを複数の第１の画素と複数の第２の画素とで構成し、前記各ラインにおける第１の画素と第２の画素との配列パターンを複数種類備えて、垂直走査方向の互いに隣接するラインでは、互いに異なる配列パターンで第１の画素と第２の画素とを並べたことを特徴とする。
【００１１】
請求項２は、請求項１記載の撮像装置において、水平走査方向の第１の領域に第１の画素が配置された第１の配置パターンと、水平走査方向の第２の領域に第１の画素が配置された第２の配置パターンとを垂直走査方向の１ラインおきに交互に配置したことを特徴とする。
請求項３は、請求項１記載の撮像装置において、水平走査方向の第１の領域に第１の画素が配置された第１の配置パターンと、水平走査方向の第２の領域に第１の画素が配置された第２の配置パターンと、水平走査方向の第３の領域に第１の画素が配置された第３の配置パターンと、水平走査方向の第４の領域に第１の画素が配置された第４の配置パターンとを備えて、垂直走査方向の１ラインもしくは複数ラインおきに前記第１の配置パターンと第２の配置パターンとが交互に割り当てられた第１の測光領域と、垂直走査方向の１ラインもしくは複数ラインおきに前記第３の配置パターンと第４の配置パターンとが交互に割り当てられた第２の測光領域とを垂直走査方向の互いに異なる位置に設けたことを特徴とする。
【００１２】
請求項４は、請求項１記載の撮像装置において、前記リセット部の基準電圧印加端子に接続され、電流レベルを電圧レベルに変換する電流電圧変換器を設けたことを特徴とする。
【００１３】
請求項５は、請求項１記載の撮像装置において、前記リセット部の基準電圧印加端子に接続され、基準電圧の印加と測光信号の取り出しとを切り替えるスイッチング手段を設けたことを特徴とする。
請求項６は、請求項１記載の撮像装置において、前記増幅部を接合形の電界効果トランジスタで構成したことを特徴とする。
【００１４】
（作用）
（請求項１）
前記第１の画素においては、光電変換部以外に、測光用の開口部の領域にもホトダイオードなどの受光素子が形成される。便宜上、ここでは光電変換部の受光素子を「撮影素子」と呼び、測光用の開口部に形成される受光素子を「測光素子」と呼ぶ。
【００１５】
撮影素子においては、受光強度に応じた電荷が蓄積される。撮影素子に蓄積された電荷は、所定の蓄積時間を経過した後で読み取られる。測光素子は撮影素子とほぼ同じ位置における受光強度に応じた電荷を生成する。
測光素子が生成する電荷は、撮影素子が電荷の蓄積を継続している間も、その電荷とは分離して取り出すことができる。従って、測光素子が出力する電荷（以下、測光信号と呼ぶ）を調べることにより、測光素子の露光状態をリアルタイムで検出することが可能である。
【００１６】
第２の画素においては、リセット部が遮光されているので、前記測光素子は存在しない。
撮像装置の構造上、各々の画素から測光信号を取り出すための信号線は、共通信号線に接続される。この共通信号線は、撮像装置の水平方向の１ラインを構成する多数の画素を互いに接続する。
【００１７】
従って、水平方向の１ライン上に第１の画素を多数配置する場合には、各画素から出力される測光信号は、多数の画素に共通な共通信号線上で互いに加算される。すなわち、測光信号は水平方向に並ぶ多数の第１の画素の平均的な受光レベルとして撮像装置から出力される。このため、第１の画素を設けるだけでは、撮像面上の水平方向の測光対象領域が一箇所のみに固定される。
【００１８】
電子カメラなどにおいては、被写体の種類や撮影条件の変化に応じて測光対象領域を切り替え可能であるのが望ましい。
本発明の撮像装置においては、水平走査方向の１ラインは、複数の第１の画素と複数の第２の画素とで構成される。また、前記各ラインにおける第１の画素と第２の画素との配列パターンを複数種類備える。更に、垂直走査方向の互いに隣接するラインでは、互いに異なる配列パターンで第１の画素と第２の画素とが並ぶ。
【００１９】
測光信号を取り出すための信号線は、水平方向については多数の画素が互いに接続される。しかし、垂直方向の各ラインについては、それぞれ独立した測光信号を取り出すことができる。
従って、例えば垂直方向のｉ番目のラインには所定の第１の配列パターンで第１の画素と第２の画素とが並び、隣接する（ｉ＋１）番目のラインには所定の第２の配列パターンで第１の画素と第２の画素とが並ぶ。
【００２０】
この場合、ｉ番目のラインにおける第１の画素と（ｉ＋１）番目のラインにおける第１の画素とは水平方向の配置位置が互いに異なる。従って、ｉ番目のラインから取り出される測光信号と、（ｉ＋１）番目のラインから取り出される測光信号とは測光対象となる水平方向の位置が互いに異なる。
このため、測光信号を取り出すラインの位置を垂直方向の隣接ラインの位置に切り替えることによって、水平走査方向の測光対象位置を切り替えることができる。つまり、水平走査方向の複数の領域について、測光信号の取り出しが可能である。
【００２１】
（請求項２）
この発明では、第１の画素の配置パターンが、第１の配置パターンと第２の配置パターンとに垂直走査方向の１ライン毎に交互に切り替わる。例えば、垂直方向並び順の番号が奇数のラインには第１の配置パターンが割り当てられ、垂直方向並び順の番号が偶数のラインには第２の配置パターンが割り当てられる。
【００２２】
この場合、番号が奇数のラインと偶数のラインとを切り替えることによって、測光対象領域の水平方向位置が切り替わる。この切替によって、測光対象領域の垂直方向位置は１画素ピッチだけしか変化しない。また、１ラインおきの複数ラインの測光信号を加算すれば、レベルの大きな測光信号が得られるので、測光感度が上がる。
【００２３】
（請求項３）
この発明では、撮像装置上の第１の測光領域には、垂直走査方向の１ラインもしくは複数ラインおきに第１の配置パターンと第２の配置パターンとが交互に割り当てられ、撮像装置上の第２の測光領域には、垂直走査方向の１ラインもしくは複数ラインおきに第３の配置パターンと第４の配置パターンとが交互に割り当てられる。
【００２４】
第１の測光領域においては、測光信号を取り出すライン位置を切り替えることによって、水平方向の測光対象位置が第１の領域と第２の領域の何れかに切り替わる。また第２の測光領域においては、測光信号を取り出すライン位置を切り替えることによって、水平方向の測光対象位置が第３の領域と第４の領域の何れかに切り替わる。
【００２５】
従って、第１の測光領域と第２の測光領域との切替に応じて、水平方向の測光対象範囲を切り替えることができる。例えば、撮影画面の中央の領域と上下の領域とで、水平方向の測光範囲（幅及び位置）を切り替えることができる。
（請求項４）
各画素の測光信号は、前記リセット部の基準電圧印加端子から取り出される。この基準電圧印加端子に接続された電流電圧変換器は、測光信号の電流レベルを電圧レベルに変換して出力する。
【００２６】
この電流電圧変換器は、前記基準電圧印加端子の電位には実質的に影響を及ぼさない。従って、測光信号を生成する第１の画素と測光信号を生成しない第２の画素との違いは、撮影素子の電荷蓄積動作及び電荷読み出し動作に影響を及ぼさない。
また、測光信号の電流から露光状態を示す電圧が生成されるので、時間遅れを生じる積分などの動作が不要である。つまり、リアルタイムで露光状態を検出できる。
【００２７】
（請求項５）
前記リセット部の基準電圧印加端子に接続されたスイッチング手段は、基準電圧印加端子への基準電圧の印加と、基準電圧印加端子からの測光信号の取り出しとを切り替える。
リセット動作を実施するために基準電圧印加端子に基準電圧を印加するとき以外は、前記スイッチング素子を介して測光信号を取り出すことができる。
【００２８】
（請求項６）
各画素の増幅部が接合形の電界効果トランジスタで構成される。電界効果トランジスタを用いることにより、蓄積された電荷が外乱の影響を受けにくくなり、ノイズの発生が抑圧される。
【００２９】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
この形態の撮像装置の構成と動作を図１〜図１９に示す。この形態は、請求項１，請求項２，請求項４，請求項５及び請求項６に対応する。
【００３０】
図１は撮像装置の１つの画素（測光機能付き）の構成を示す平面図である。図２は図１のII-II線から見た断面図である。図３は図１のIII-III線から見た断面図である。図４は図１のIV-IV線から見た断面図である。
図５は図１の画素を構成する特定の層を示す平面図である。図６は図１の画素を構成する特定の層を示す平面図である。図７は図１の画素を構成する特定の層を示す平面図である。
【００３１】
図８は撮像装置の１つの画素（測光機能なし）の構成を示す平面図である。図９は図８のIX−IX線から見た断面図である。図１０は図８の画素を構成する特定の層を示す平面図である。
図１１は図８の画素の等価回路を示す電気回路図である。図１２は図１の画素の等価回路を示す電気回路図である。図１３は撮像装置全体の基本構成を示すブロック図である。
【００３２】
図１４は図１３の光電変換素子アレイ１００の内部の一部分を示すブロック図である。図１５は図１３のリセット制御回路２００の内部構成を示すブロック図である。図１６は図１３の出力回路３００の内部構成を示すブロック図である。
図１７は図１３の光電変換素子アレイ１００における２種類の画素の配列パターンを示す平面図である。図１８は図１３の撮像装置の動作を示すタイムチャートである。図１９は図１３の撮像装置の動作を示すタイムチャートである。
【００３３】
この形態では、請求項１の光電変換部，増幅部，リセット部，半導体基板，測光用の開口部，第１の画素及び第２の画素は、それぞれ第１ホトダイオードＰＤ１，トランジスタＱ１，トランジスタＱ３，Ｐ型半導体基板５８，開口部１１ｂ，測光画素ＰＢ及び非測光画素ＰＡとして具体化されている。
また、請求項４の電流電圧変換器は、電流電圧変換器４０１，４０２として具体化されている。請求項５のスイッチング手段は、切替回路２０１として具体化されている。
【００３４】
この形態の撮像装置は、図１３に示すように構成されている。この撮像装置の光電変換素子アレイ１００は、図１７に示すようにＸ方向及びＹ方向に等間隔で規則的に並べられた多数の光電変換セル（画素）１０で構成されている。
図１７に示すように、光電変換素子アレイ１００には、光電変換セル１０として非測光画素ＰＡ及び測光画素ＰＢが含まれている。測光画素ＰＢは、１つの画素の中に撮影のための光電変換機能と、露光状態検出のための測光機能とを備えている。非測光画素ＰＡは、撮影のための光電変換機能を備えるが、測光機能は備えていない。
【００３５】
まず、図１〜図７及び図１２に示される測光画素ＰＢについて説明する。なお、立体的に構成される測光画素ＰＢの各構成要素の位置関係を明示するために、図１においては実際に見えない部分も示してあるので注意されたい。
機能的に見ると、図１２に示すように、測光画素ＰＢは第１ホトダイオードＰＤ１，第２ホトダイオードＰＤ２及びトランジスタＱ１〜Ｑ３で構成されている。トランジスタＱ１は接合型の電界効果トランジスタ（Ｊ−ＦＥＴ）である。またトランジスタＱ２，Ｑ３はＭＯＳ型のトランジスタである。
【００３６】
第１ホトダイオードＰＤ１は画像撮影のために利用され、第２ホトダイオードＰＤ２は露光状態の測定のために利用される。第１ホトダイオードＰＤ１は、入射光を光電変換し、入射光に応じた電荷を生成する。生成された電荷は蓄積される。
第１ホトダイオードＰＤ１が生成した蓄積電荷は、トランジスタＱ２を介してトランジスタＱ１の入力（ゲート端子）に転送される。トランジスタＱ１は、入力される信号を増幅して出力端子Ｔ２５に出力する。トランジスタＱ３は、トランジスタＱ１の入力の電荷を排出する。すなわち、トランジスタＱ３はトランジスタＱ１の入力レベルを初期化するためのリセット動作を行う。
【００３７】
第２ホトダイオードＰＤ２が生成した電荷は、端子Ｔ２３から取り出すことができる。但し、トランジスタＱ１の入力レベルを初期化する際には、所定の基準電圧が外部から端子Ｔ２３に印加される。
【００３８】
図２〜図４を参照すると、測光画素ＰＢはリセット電位供給電極１１，信号出力電極１２，接続電極１３，リセットゲート制御電極１４，転送ゲート制御電極１５，透明絶縁部１６，Ｎ+型不純物拡散領域５１，Ｎ+型不純物拡散領域５３，Ｎ型不純物拡散領域５４，Ｐ型不純物拡散領域５５，Ｐ型不純物拡散領域５６，Ｎ型半導体層５７，Ｐ型半導体基板５８，Ｐ型不純物拡散領域５９及びＮ型不純物拡散領域６０で構成されている。
【００３９】
Ｐ型半導体基板５８上には、多数の測光画素ＰＢ及び非測光画素ＰＡが所定の半導体製造プロセスで形成されている。
測光画素ＰＢを構成する第１ホトダイオードＰＤ１，第２ホトダイオードＰＤ２，トランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ３は、光電変換セル１０毎に図６に示す高濃度のＮ+型不純物拡散領域５１によって囲まれている。
【００４０】
第１ホトダイオードＰＤ１は、図３に示すように、Ｎ型半導体層５７に形成されたＰ型不純物拡散領域５９と、高濃度のＮ型不純物拡散領域６０とで構成されている。露光によって第１ホトダイオードＰＤ１が生成する電荷は、Ｐ型不純物拡散領域５９に蓄積される。
撮像装置の表面には、図３及び図７に示すようなリセット電位供給電極１１が形成されている。このリセット電位供給電極１１は、金属膜（この例ではアルミニウム）であるため遮光性を有する。
【００４１】
しかし、第１ホトダイオードＰＤ１と対向する領域では、リセット電位供給電極１１に開口部１１ａが形成されている。第１ホトダイオードＰＤ１と開口部１１ａとの間の空間に存在する透明絶縁部（ＳｉＯ2等）１６は光を透過する。
従って、図２の上方から到来する入射光は、開口部１１ａ及び透明絶縁部１６を介して第１ホトダイオードＰＤ１に入射する。
【００４２】
第２ホトダイオードＰＤ２は、図２及び図３に示すようにＰ型不純物拡散領域５６及びＮ型半導体層５７によって形成される。撮像装置の表面に形成された遮光性のリセット電位供給電極１１には、第２ホトダイオードＰＤ２と対向する位置に開口部１１ｂが形成されている。
従って、図２の上方から到来する入射光は、開口部１１ｂ及び透明絶縁部１６を介して第２ホトダイオードＰＤ２に入射する。第２ホトダイオードＰＤ２は入射光を光電変換し、入射光の強度に応じた電荷を生成する。
【００４３】
電荷転送に利用されるトランジスタＱ２は、図４に示すように、ソース領域を形成するＮ型不純物拡散領域６０と、ドレイン領域を形成するＮ+型不純物拡散領域５３と、ゲート領域を形成する転送ゲート制御電極１５とで構成されている。転送ゲート制御電極１５はポリシリコンで形成されている。
第１ホトダイオードＰＤ１に蓄積される電荷は、トランジスタＱ２を介してトランジスタＱ１のゲート領域に転送される。転送ゲート制御電極１５に印加する電圧により、トランジスタＱ２をオン／オフ制御できる。
【００４４】
増幅に利用されるトランジスタＱ１は、図２に示すように、ゲート領域を形成するＰ型不純物拡散領域５５と、ソース領域を形成するＮ+型不純物拡散領域５３と、チャネル領域を形成するＮ型不純物拡散領域５４と、ドレイン領域を形成するＮ+型不純物拡散領域５１とで構成されている。
Ｎ+型不純物拡散領域５３及びＮ型不純物拡散領域５４は、Ｐ型不純物拡散領域５５の内側に形成されている。トランジスタＱ１のソース領域を形成するＮ+型不純物拡散領域５３は、信号出力電極１２と電気的に接続されている。信号出力電極１２は金属（この例ではアルミニウム）で形成されている。
【００４５】
トランジスタＱ１によって増幅された信号（第１ホトダイオードＰＤ１の蓄積電荷）は、信号出力電極１２から取り出される。
リセット制御に利用されるトランジスタＱ３は、図２に示すように、ソース領域を形成するＰ型不純物拡散領域５５と、ドレイン領域を形成するＰ型不純物拡散領域５６と、ゲート領域を形成するリセットゲート制御電極１４とで構成されている。
【００４６】
リセットゲート制御電極１４は、ポリシリコンで形成されている。トランジスタＱ３のドレイン領域を形成するＰ型不純物拡散領域５６には、接続電極１３を介してリセット電位供給電極１１が電気的に接続されている。接続電極１３は金属（この例ではアルミニウム）で形成されている。
リセットゲート制御電極１４に印加する電圧により、トランジスタＱ３をオン／オフ制御できる。トランジスタＱ３をオン状態にすると、所定の基準電圧をリセット電位供給電極１１を介して、トランジスタＱ１の入力端子（ゲート領域）に印加することができる。これによって、トランジスタＱ１の入力レベルが初期化されるので、暗信号レベルが決定される。
【００４７】
また、第２ホトダイオードＰＤ２で生成される電荷がリセット電位供給電極１１に出力される。トランジスタＱ３がオフの場合には、第２ホトダイオードＰＤ２の出力する信号（測光画素ＰＢの露光状態を示す測光信号）をリセット電位供給電極１１から取り出すことができる。
上記測光画素ＰＢと非測光画素ＰＡとの構成上の違いは僅かである。図７に示すように、測光画素ＰＢのリセット電位供給電極１１には開口部１１ａ及び１１ｂが存在する。一方、図１０に示すように、非測光画素ＰＡのリセット電位供給電極２１には開口部２１ａだけが存在する。
【００４８】
このため、測光画素ＰＢの第２ホトダイオードＰＤ２に相当する構成要素は、非測光画素ＰＡには存在しない。つまり、光電変換セル１０の露光状態を示す測光信号は測光画素ＰＢだけが出力する。非測光画素ＰＡの第１ホトダイオードＰＤ１と測光画素ＰＢの第１ホトダイオードＰＤ１とは、実質的に同じ光電変換特性を有している。
【００４９】
図１７に示すように、光電変換素子アレイ１００を構成する多数の光電変換セル１０には、非測光画素ＰＡと測光画素ＰＢとが含まれている。なお、図１７には実際に光電変換素子アレイ１００に含まれる多数の光電変換セル１０の一部分のみが示されている。
撮影を実施するときには、光電変換素子アレイ１００に含まれる多数の光電変換セル１０は、Ｘ軸に沿った方向に水平走査され、Ｙ軸に沿った方向に垂直走査される。此処では、Ｘ軸方向に沿った光電変換セル１０の１行の並びを走査ラインと呼ぶ。
【００５０】
図１７を参照すると、Ｙ軸方向のｙ１，ｙ３，ｙ５，ｙ７の各位置の走査ラインでは、Ｘ軸方向のｘ２〜ｘ８の範囲ＸＬに測光画素ＰＢが配置され、それ以外の位置には非測光画素ＰＡが配置されている。また、Ｙ軸方向のｙ２，ｙ４，ｙ６，ｙ８の各位置の走査ラインでは、Ｘ軸方向のｘ９〜ｘ１５の範囲ＸＲに測光画素ＰＢが配置され、それ以外の位置には非測光画素ＰＡが配置されている。
【００５１】
Ｙ軸方向のｙ１，ｙ３，ｙ５，ｙ７の各走査ラインでは、互いに同じ第１の配置パターンで非測光画素ＰＡと測光画素ＰＢとがＸ軸方向に並んでいる。また、Ｙ軸方向のｙ２，ｙ４，ｙ６，ｙ８の各走査ラインでは、互いに同じ第２の配置パターンで非測光画素ＰＡと測光画素ＰＢとがＸ軸方向に並んでいる。
つまり、光電変換素子アレイ１００においては、１走査ラインおきに第１の配置パターンと第２の配置パターンとが交互に並ぶように、非測光画素ＰＡと測光画素ＰＢとが二次元配列されている。
【００５２】
Ｙ軸方向のｙ１，ｙ３，ｙ５，ｙ７の各位置の走査ラインでは、範囲ＸＬに測光画素ＰＢが配置されているので、Ｘ軸方向の範囲ＸＬの領域における入射光強度を測光信号として検出できる。また、Ｙ軸方向のｙ２，ｙ４，ｙ６，ｙ８の各位置の走査ラインでは、範囲ＸＲに測光画素ＰＢが配置されているので、Ｘ軸方向の範囲ＸＲの領域における入射光強度を測光信号として検出できる。
【００５３】
測光画素ＰＢから出力される測光信号は、各走査ライン毎に独立して取り出すことができる。従って、測光信号を取り出す走査ラインを隣接する走査ラインに切り替えると、測光対象となるＸ軸方向の領域が範囲ＸＬ又は範囲ＸＲに変更される。
光電変換素子アレイ１００の電気回路は、図１４に示すように構成されている。図１４を参照すると、y(i)で示される位置の走査ラインにおいては、多数の光電変換セル１０の各端子Ｔ２１(Ｔ１１)，Ｔ２２(Ｔ１２)，Ｔ２３(Ｔ１３)及びＴ２４(Ｔ１４)が、それぞれ水平接続線１５１，１５２，１５３及び１５０に共通に接続されている。
【００５４】
図１４に示すように、測光画素ＰＢの測光信号が取り出される端子Ｔ２３が１つの走査ライン全体に共通な水平接続線１５３に接続されているので、個々の測光画素ＰＢから独立した測光信号を取り出すことはできない。各測光画素ＰＢが出力する測光信号は、水平接続線１５３上で加算される。
また、全ての走査ラインにおいて、Ｘ軸方向の各位置ｘ６，Ｘ７，Ｘ８，Ｘ９及びＸ１０の光電変換セル１０の出力端子Ｔ２５(Ｔ１５)は、それぞれ垂直接続線１６１，１６２，１６３，１６４及び１６５に接続されている。
【００５５】
従って、各光電変換セル１０が備える第１ホトダイオードＰＤ１が生成する信号は、垂直接続線１６１，１６２，１６３，１６４及び１６５を介して、個々の光電変換セル１０から独立して取り出すことができる。
また、y(i+1)で示される位置の走査ラインにおいては、多数の光電変換セル１０の各端子Ｔ２１(Ｔ１１)，Ｔ２２(Ｔ１２)，Ｔ２３(Ｔ１３)及びＴ２４(Ｔ１４)が、それぞれ水平接続線１５４，１５５，１５６及び１５０と共通に接続されている。
【００５６】
測光画素ＰＢの端子Ｔ２３が接続される水平接続線１５３，１５６，・・・は、走査ライン毎に独立している。従って、測光信号は走査ライン毎に個別に取り出すことができる。
光電変換素子アレイ１００の水平接続線１５１，１５２，１５３，１５４，１５５，１５６，・・・は、図１３に示すリセット制御回路２００と接続されている。リセット制御回路２００の電気回路は、図１５のように構成されている。
【００５７】
図１５を参照すると、リセット制御回路２００は多数の切替回路２０１で構成されている。図１５においては、複数の切替回路２０１を区別するために、切替回路２０１の符号に走査ラインの番号（１〜ｎ）を括弧と共に付加して示してある。同様に各信号の記号についても、走査ラインの番号（１〜ｎ）を付加して区別してある。
【００５８】
以下の説明においては、特に必要がある場合を除いて、走査ラインの番号は省略して各要素の符号を記載する。
各々の切替回路２０１は、トランジスタ２１１，２１２及びインバータ２１３で構成されている。一方のトランジスタ２１１のゲート端子には、制御信号ＳＳが印加される。他方のトランジスタ２１２のゲート端子には、制御信号ＳＳがインバータ２１３を介して印加される。
【００５９】
制御信号ＳＳが高レベルＨの場合には、トランジスタ２１１がオンし、トランジスタ２１２がオフする。制御信号ＳＳが低レベルＬの場合には、トランジスタ２１１がオフし、トランジスタ２１２がオンする。
トランジスタ２１１のソース端子には、垂直走査回路４１１からリセット電圧信号φＲＳＤが印加される。トランジスタ２１１のドレイン端子は、信号線２２０と接続されている。信号線２２０は、光電変換素子アレイ１００の各光電変換セル１０の端子Ｔ２３（Ｔ１３）と水平接続線（１５３，１５６，・・・）を介して接続される。
【００６０】
トランジスタ２１２のソース端子は、信号線２２０と接続されている。トランジスタ２１２のドレイン端子は、共通線２２１及び２２２の何れか一方と接続されている。
走査ラインの番号が奇数の切替回路２０１(1)，２０１(3)，２０１(5)，・・・においては、トランジスタ２１２のドレイン端子が共通線２２１と接続されている。また、走査ラインの番号が偶数の切替回路２０１(2)，２０１(4)，２０１(6)，・・・においては、トランジスタ２１２のドレイン端子が共通線２２２と接続されている。
【００６１】
トランジスタ２１１がオンしトランジスタ２１２がオフするときには、リセット電圧信号φＲＳＤが信号ＲＳＤとして光電変換セル１０（ＰＡ，ＰＢ）に印加される。
トランジスタ２１２がオンしトランジスタ２１１がオフするときには、測光画素ＰＢから出力される測光信号（ＲＳＤ）がトランジスタ２１２を介して共通線２２１又は２２２に出力される。
【００６２】
番号が奇数の走査ライン（y1,y3,y5,・・・）に含まれる測光画素ＰＢから出力される測光信号は、共通線２２１に現れる。共通線２２１において、番号が奇数の複数の走査ラインの測光信号が加算される。
番号が奇数の走査ライン（y1,y3,y5,・・・）においては、図１７に示すようにＸ軸方向のＸＬの範囲に測光画素ＰＢが配置されている。従って、共通線２２１に現れる測光信号のレベル（電流）は、Ｘ軸方向のＸＬの範囲における平均的な入射光強度に相当する。
【００６３】
また、番号が偶数の走査ライン（y2,y4,y6,・・・）に含まれる測光画素ＰＢから出力される測光信号は、共通線２２２に現れる。共通線２２２において、番号が偶数の複数の走査ラインの測光信号が加算される。
番号が偶数の走査ライン（y2,y4,y6,・・・）においては、図１７に示すようにＸ軸方向のＸＲの範囲に測光画素ＰＢが配置されている。従って、共通線２２２に現れる測光信号のレベル（電流）は、Ｘ軸方向のＸＲの範囲における平均的な入射光強度に相当する。
【００６４】
図１３に示すように、リセット制御回路２００の共通線２２１及び２２２には、それぞれ電流電圧変換器４０１及び４０２が接続されている。電流電圧変換器４０１は、共通線２２１に流れる電流に比例する信号電圧ＶＤＬを生成する。電流電圧変換器４０２は、共通線２２２に流れる電流に比例する信号電圧ＶＤＲを生成する。
【００６５】
電流電圧変換器４０１が出力する信号電圧ＶＤＬは、Ｘ軸方向のＸＬの範囲における平均的な入射光強度に相当する。また、電流電圧変換器４０２が出力する信号電圧ＶＤＲは、Ｘ軸方向のＸＲの範囲における平均的な入射光強度に相当する。
電流電圧変換器４０１，４０２は入力インピーダンスが非常に小さい。従って、共通線２２１，２２２に現れる測光信号の電流レベルが変動しても、共通線２２１，２２２の電圧はほとんど変化しない。
【００６６】
このため、各光電変換セル１０の端子Ｔ２３（Ｔ１３）の電位は、測光画素ＰＢの第２ホトダイオードＰＤ２の影響を受けない。従って、この撮像装置は測光動作とは無関係に被写体の撮影動作を行うことができる。
図１４に示す光電変換素子アレイ１００の垂直接続線１６１，１６２，１６３，・・・は、出力回路３００と接続されている。出力回路３００の具体的な構成を図１６に示す。
【００６７】
図１６を参照すると、出力回路３００は多数の信号読み出し回路３０１と、増幅器３５１及びトランジスタ３５２で構成されている。図１６においては、複数の信号読み出し回路３０１を区別するために、信号読み出し回路３０１の符号に走査列の番号（１〜ｍ）を括弧と共に付加して示してある。同様に各信号の記号についても、走査列の番号（１〜ｍ）を付加して区別してある。
【００６８】
以下の説明においては、特に必要がある場合を除いて、走査列の番号は省略して各要素の符号を記載する。
各々の信号読み出し回路３０１は、トランジスタ３０２，３０３，出力キャパシタ３０４及び定電流回路３０５で構成されている。各信号読み出し回路３０１の列走査端子３１１は、水平走査回路４１２と接続されている。また、各信号読み出し回路３０１の列接続端子３２１は、光電変換素子アレイ１００の垂直接続線１６１，１６２，１６３，・・・と接続されている。
【００６９】
出力回路３００の端子３３１に印加する制御信号ＣＰにより、トランジスタ３０３がオン／オフ制御される。トランジスタ３０３がオンすると、電極３０７が接続線３６３を介して接地される。これにより、出力キャパシタ３０４の状態が初期化される。すなわち、画素の黒レベルが決定される。
各信号読み出し回路３０１の列走査端子３１１に印加される信号Ｈ(j)によって、トランジスタ３０２がオン／オフ制御される。トランジスタ３０２がオンすると、出力キャパシタ３０４に充電された電荷が出力線３６１に転送される。
【００７０】
出力線３６１の電荷は、増幅器３５１で増幅され、出力端子３６０に電圧として出力される。トランジスタ３５２は、端子３４１に印加される信号Ｈrstによってオン／オフ制御される。トランジスタ３５２がオンすると、出力線３６１が接地されるので、増幅器３５１の入力レベルが初期化される。
垂直走査回路４１１からリセット制御回路２００に印加される各種制御信号と、水平走査回路４１２から出力回路３００に印加される各種制御信号のタイミングを図１８及び図１９に示す。
【００７１】
図１８に示す時刻ｔ１においては、ｉ番目の走査ラインの信号ＳＳ(i)が高レベルＨになるので、図１５に示す切替回路２０１(i)のトランジスタ２１１がオンし、トランジスタ２１２がオフする。
従って、信号φＲＳＤがＲＳＤ(i)として光電変換素子アレイ１００に印加される。また、共通線２２１は信号線２２０から切り離される。信号ＲＳＧ(i)によって光電変換セル１０のトランジスタＱ３がオンするので、信号ＲＳＤ(i)のリセット電位（Ｖref）がトランジスタＱ１のゲート端子に印加される。
【００７２】
一方、ｉ番目以外の全ての走査ラインにおいては、信号ＳＳ(i+1)，ＳＳ(i+2)，・・・が低レベルＬであるため、図１５に示す切替回路２０１のトランジスタ２１１がオフし、トランジスタ２１２がオンする。
従って、信号線２２０に対する信号φＲＳＤの印加は解除される。また信号線２２０は、トランジスタ２１２を介して共通線２２１又は２２２に接続される。従って、ｉ番目以外の各走査ラインの測光画素ＰＢから出力される測光信号の電流が、共通線２２１，２２２に現れる。つまり、測光信号を信号電圧ＶＤＬ，ＶＤＲとして電流電圧変換器４０１，４０２から得ることができる。
【００７３】
ｉ番目以外の全ての走査ラインにおいては、信号線２２０，２２１，２２２の電位がリセット電位（Ｖref）に固定される。
図１８に示す時刻ｔ１からｔ２の間で、信号ＲＳＤ(i)のレベルが所定の読み出し電位に切り替わる。時刻ｔ２では、信号ＲＳＧ(i)によって光電変換セル１０のトランジスタＱ３がオフするので、トランジスタＱ１のゲート端子に対する信号ＲＳＤ(i)の印加が解除される。このとき、トランジスタＱ１は黒レベル（露光されない状態のレベル）を端子Ｔ２５（Ｔ１５）に出力する。
【００７４】
図１８に示す時刻ｔ３では、信号ＣＰが高レベルＨになるので、図１６に示す各信号読み出し回路３０１のトランジスタ３０３がオンする。従って、電極３０７が接地されるので、出力キャパシタ３０４の一方の電極の電位が黒レベルにクランプされる。
図１８に示す時刻ｔ４では、信号ＴＧ(i)が低レベルＬになる。信号ＴＧ(i)は各光電変換セル１０の端子Ｔ２１（Ｔ１１）に印加される。従って、図１１，図１２に示すトランジスタＱ２がオンする。その結果、第１ホトダイオードＰＤ１の光電変換により生成され蓄積された電荷が、トランジスタＱ２を介してトランジスタＱ１のゲート端子に転送される。
【００７５】
信号ＴＧ(i)は、ｉ番目の走査ラインの全ての光電変換セル１０に共通に印加される。従って、Ｘ軸方向に並ぶ多数の光電変換セル１０のそれぞれにおいて、第１ホトダイオードＰＤ１の蓄積電荷が、一括してトランジスタＱ１のゲート端子に転送される。
【００７６】
転送された電荷のレベルに応じた信号が、トランジスタＱ１によって増幅され、端子Ｔ２５（Ｔ１５）から出力回路３００に印加される。この信号によって、図１６に示す各信号読み出し回路３０１の出力キャパシタ３０４が充電される。従って、信号読み出し回路３０１の電極３０７には、トランジスタＱ１の出力レベルに応じた電圧が現れる。
【００７７】
蓄積電荷の転送が完了すると、信号ＴＧ(i)が高レベルＨに戻るので、トランジスタＱ２がオフする。従って、第１ホトダイオードＰＤ１の電荷蓄積動作が再開される。
図１８に示す時刻ｔ１からｔ５の間で、ｉ番目の走査ラインに対する信号読取が行われる。上記と同様の制御手順により、時刻ｔ５の後で、(i+1)番目，(i+2)番目，(i+3)番目，・・・の各走査ラインに対する信号読取が順次に行われる。
【００７８】
図１９に示す時刻ｔ９では、信号Ｈrstが高レベルになる。この信号Ｈrstは、図１６に示す端子３４１を介してトランジスタ３５２に印加される。信号Ｈrstが高レベルになると、トランジスタ３５２がオンするので、増幅器３５１の入力レベルが初期化される。初期化の後、信号Ｈrstは低レベルに戻る。
図１９に示す時刻ｔ１０では、Ｘ軸方向のｊ番目の列の列走査端子３１１(j)に印加される信号Ｈ（ｊ）が高レベルになる（図１６参照）。その他の列に印加される信号Ｈ（ｊ＋１），Ｈ（ｊ＋２），Ｈ（ｊ＋３），・・・は低レベルに保持される。
【００７９】
この場合、ｊ番目の列における信号読み出し回路３０１(j)のトランジスタ３０２がオンするので、電極３０７の電位が信号線３６１に転送される。転送が完了すると、信号Ｈ（ｊ）が低レベルに戻るのでトランジスタ３０２はオフする。
同様に、図１９に示す時刻ｔ１１，ｔ１２，ｔ１３，・・・では、(ｊ＋１)番目，(ｊ＋２)番目，(ｊ＋３)番目，・・・の各列における信号読み出し回路３０１(j)の電極３０７の電位が信号線３６１に順次に転送される。
【００８０】
従って、増幅器３５１の入力には、各列の光電変換セル１０で得られた蓄積された電荷に対応する信号が、画素周期ＴＡの間隔で順次に現れる。
（第２の実施の形態）
この形態における撮像装置の構成を図２０に示す。この形態は、請求項３に対応する。
【００８１】
この形態は、上記第１の実施の形態の変形例である。図２０において、第１の実施の形態と同一の要素には、同一の符号を付けて示してある。また、説明しない部分については、第１の実施の形態と同一である。
第１の実施の形態に対する変更部分は、主として光電変換素子アレイ１００Ｂにおける非測光画素ＰＡ及び測光画素ＰＢの配置パターンと、測光領域の区分である。
【００８２】
また、測光領域の変更に伴って、リセット制御回路２００Ｂの内部配線が変更されている。更に、各測光領域の測光信号を取り出すために７つの電流電圧変換器４０３ａ〜４０３ｇを内蔵する電流電圧変換ユニット４０３を設けてある。
図２０を参照して、光電変換素子アレイ１００Ｂにおける非測光画素ＰＡと測光画素ＰＢの配置パターンについて以下に説明する。
【００８３】
ｙ１，ｙ３，ｙ１３及びｙ１５で示される位置の各走査ラインにおいては、Ｘ軸方向のＸＡで示す範囲に測光画素ＰＢが配置され、ＸＢで示す範囲に非測光画素ＰＡが配置されている。ｙ１，ｙ３，ｙ１３及びｙ１５で示される位置の各走査ラインでは、互いに同じ配置パターンで非測光画素ＰＡと測光画素ＰＢが配置されている。
【００８４】
ｙ２，ｙ４，ｙ１４及びｙ１６で示される位置の各走査ラインにおいては、Ｘ軸方向のＸＡで示す範囲に非測光画素ＰＡが配置され、ＸＢで示す範囲に測光画素ＰＢが配置されている。ｙ２，ｙ４，ｙ１４及びｙ１６で示される位置の各走査ラインでは、互いに同じ配置パターンで非測光画素ＰＡと測光画素ＰＢが配置されている。
【００８５】
ｙ５，ｙ７，ｙ９及びｙ１１で示される位置の各走査ラインにおいては、Ｘ軸方向のＸＤで示す範囲に測光画素ＰＢが配置され、ＸＣで示す範囲及びＸＥで示す範囲には非測光画素ＰＡが配置されている。ｙ５，ｙ７，ｙ９及びｙ１１で示される位置の各走査ラインでは、互いに同じ配置パターンで非測光画素ＰＡと測光画素ＰＢが配置されている。
【００８６】
ｙ６及びｙ１０で示される位置の各走査ラインにおいては、Ｘ軸方向のＸＣで示す範囲に測光画素ＰＢが配置され、ＸＤ及びＸＥで示す範囲に非測光画素ＰＡが配置されている。ｙ６及びｙ１０で示される位置の各走査ラインでは、互いに同じ配置パターンで非測光画素ＰＡと測光画素ＰＢが配置されている。
ｙ８及びｙ１２で示される位置の各走査ラインにおいては、Ｘ軸方向のＸＥで示す範囲に測光画素ＰＢが配置され、ＸＣ及びＸＤで示す範囲に非測光画素ＰＡが配置されている。ｙ８及びｙ１２で示される位置の各走査ラインでは、互いに同じ配置パターンで非測光画素ＰＡと測光画素ＰＢが配置されている。
【００８７】
ｙ１及びｙ３で示す走査ラインについては、測光信号を取り出すための信号線が、リセット制御回路２００Ｂ内部で共通に接続されている。この信号線は、電流電圧変換器４０３ａに接続されている。
従って、Ｘ軸方向の範囲がＸＡでＹ軸方向の範囲がＹＡの領域における測光信号が、電流電圧変換器４０３ａの出力に得られる。
【００８８】
ｙ２及びｙ４で示す走査ラインについては、測光信号を取り出すための信号線が、リセット制御回路２００Ｂ内部で共通に接続されている。この信号線は、電流電圧変換器４０３ｂに接続されている。
【００８９】
従って、Ｘ軸方向の範囲がＸＢでＹ軸方向の範囲がＹＡの領域における測光信号が、電流電圧変換器４０３ｂの出力に得られる。
ｙ５，ｙ７，ｙ９及びｙ１１で示す走査ラインについては、測光信号を取り出すための信号線が、リセット制御回路２００Ｂ内部で共通に接続されている。この信号線は、電流電圧変換器４０３ｃに接続されている。
【００９０】
従って、Ｘ軸方向の範囲がＸＤでＹ軸方向の範囲がＹＢの領域における測光信号が、電流電圧変換器４０３ｃの出力に得られる。
ｙ６及びｙ１０で示す走査ラインについては、測光信号を取り出すための信号線が、リセット制御回路２００Ｂ内部で共通に接続されている。この信号線は、電流電圧変換器４０３ｄに接続されている。
【００９１】
従って、Ｘ軸方向の範囲がＸＣでＹ軸方向の範囲がＹＢの領域における測光信号が、電流電圧変換器４０３ｄの出力に得られる。
ｙ８及びｙ１２で示す走査ラインについては、測光信号を取り出すための信号線が、リセット制御回路２００Ｂ内部で共通に接続されている。この信号線は、電流電圧変換器４０３ｅに接続されている。
【００９２】
従って、Ｘ軸方向の範囲がＸＥでＹ軸方向の範囲がＹＢの領域における測光信号が、電流電圧変換器４０３ｅの出力に得られる。
ｙ１３及びｙ１５で示す走査ラインについては、測光信号を取り出すための信号線が、リセット制御回路２００Ｂ内部で共通に接続されている。この信号線は、電流電圧変換器４０３ｆに接続されている。
【００９３】
従って、Ｘ軸方向の範囲がＸＡでＹ軸方向の範囲がＹＣの領域における測光信号が、電流電圧変換器４０３ｆの出力に得られる。
ｙ１４及びｙ１６で示す走査ラインについては、測光信号を取り出すための信号線が、リセット制御回路２００Ｂ内部で共通に接続されている。この信号線は、電流電圧変換器４０３ｇに接続されている。
【００９４】
従って、Ｘ軸方向の範囲がＸＢでＹ軸方向の範囲がＹＣの領域における測光信号が、電流電圧変換器４０３ｇの出力に得られる。
この形態では、上記のように７種類に区分された各領域の測光信号を、電流電圧変換器４０３ａ〜４０３ｇの出力から個別に取り出すことができる。
【００９５】
【発明の効果】
（請求項１）
撮影動作と実質的に同時に、露光状態を示す測光信号が得られる。しかも、水平走査方向の複数の領域について測光信号の取り出しが可能である。
【００９６】
（請求項２）
水平走査方向の測光対象領域を切り替えても、垂直方向の位置はほとんど変化しない。また、１ラインおきの複数ラインの測光信号を加算すれば、レベルの大きな測光信号が得られるので、測光感度が上がる。
（請求項３）
第１の測光領域と第２の測光領域との切替に応じて、水平方向の測光対象範囲を切り替えることができる。例えば、撮影画面の中央の領域と上下の領域とで、水平方向の測光範囲（幅及び位置）を切り替えることができる。
【００９７】
（請求項４）
電流電圧変換器は、前記基準電圧印加端子の電位には実質的に影響を及ぼさない。従って、測光信号を生成する第１の画素と測光信号を生成しない第２の画素との違いは、撮影素子の電荷蓄積動作及び電荷読み出し動作にほとんど影響を及ぼさない。
【００９８】
また、測光信号の電流から露光状態を示す電圧が生成されるので、時間遅れを生じる積分などの動作が不要である。つまり、リアルタイムで露光状態を検出できる。
【００９９】
（請求項５）
リセット動作を実施するために基準電圧印加端子に基準電圧を印加するとき以外は、前記スイッチング素子を介して測光信号を取り出すことができる。
（請求項６）
電界効果トランジスタを用いることにより、蓄積された電荷が外乱の影響を受けにくくなりノイズの発生が抑圧される。
【図面の簡単な説明】
【図１】撮像装置の１つの画素（測光機能付き）の構成を示す平面図である。
【図２】図１のII-II線から見た断面図である。
【図３】図１のIII-III線から見た断面図である。
【図４】図１のIV-IV線から見た断面図である。
【図５】図１の画素を構成する特定の層を示す平面図である。
【図６】図１の画素を構成する特定の層を示す平面図である。
【図７】図１の画素を構成する特定の層を示す平面図である。
【図８】撮像装置の１つの画素（測光機能なし）の構成を示す平面図である。
【図９】図８のIX−IX線から見た断面図である。
【図１０】図８の画素を構成する特定の層を示す平面図である。
【図１１】図８の画素の等価回路を示す電気回路図である。
【図１２】図１の画素の等価回路を示す電気回路図である。
【図１３】第１の実施の形態における撮像装置全体の基本構成を示すブロック図である。
【図１４】図１３の光電変換素子アレイ１００の内部の一部分を示すブロック図である。
【図１５】図１３のリセット制御回路２００の内部構成を示すブロック図である。
【図１６】図１３の出力回路３００の内部構成を示すブロック図である。
【図１７】図１３の光電変換素子アレイ１００における２種類の画素の配列パターンを示す平面図である。
【図１８】図１３の撮像装置の動作を示すタイムチャートである。
【図１９】図１３の撮像装置の動作を示すタイムチャートである。
【図２０】第２の実施の形態における撮像装置全体の基本構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０  光電変換セル
１１，２１  リセット電位供給電極
１１ａ，１１ｂ  開口部
１２  信号出力電極
１３  接続電極
１４  リセットゲート制御電極
１５  転送ゲート制御電極
１６  透明絶縁部
５１  Ｎ+型不純物拡散領域
５３  Ｎ+型不純物拡散領域
５４  Ｎ型不純物拡散領域
５５  Ｐ型不純物拡散領域
５６  Ｐ型不純物拡散領域
５７  Ｎ型半導体層
５８  Ｐ型半導体基板
５９  Ｐ型不純物拡散領域
６０  Ｎ型不純物拡散領域
１００  光電変換素子アレイ
１５０，１５１，１５２，１５３，１５４，１５５，１５６  水平接続線
１６１，１６２，１６３，１６４，１６５  垂直接続線
２００  リセット制御回路
２０１  切替回路
２１１，２１２  トランジスタ
２１３  インバータ
３００  出力回路
３０１  信号読み出し回路
３０２，３０３  トランジスタ
３０４  出力キャパシタ
３０５  定電流回路
３１１  列走査端子
３２１  列接続端子
３３１，３４１  制御端子
３５１  増幅器
３５２  トランジスタ
３６０  出力端子
４０１，４０２  電流電圧変換器
４１１  垂直走査回路
４１２  水平走査回路
Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３  トランジスタ
ＰＡ  非測光画素
ＰＢ  測光画素
ＰＤ１  第１ホトダイオード
ＰＤ２  第２ホトダイオード
【図１】
0004078707.tif 000002
【図２】
0004078707.tif 000003
【図３】
0004078707.tif 000004
【図４】
0004078707.tif 000005
【図５】
0004078707.tif 000006
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
0004078707.tif 000010
【図１０】
0004078707.tif 000011
【図１１】
0004078707.tif 000012
【図１２】
0004078707.tif 000013
【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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