JP4658470B2 - 固体撮像素子、固体撮像装置及びカメラ - Google Patents
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Description
本発明は、入射された光を光電変換する単位セルが半導体基板上に１次元又は２次元に配置してなる撮像装置に関し、特に処理速度及び受光感度を向上させるための技術に関する。
近年、光電変換部を有する固体撮像素子及びその駆動部から成る固体撮像装置の開発が盛んに進められている。
前記固体撮像装置は、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ等のデジタルカメラに多く用いられているが、デジタルカメラに対する画質向上への要望は強く、固体撮像素子においては画素の高密度化が急激に進んでいる。
前記固体撮像装置は、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ等のデジタルカメラに多く用いられているが、デジタルカメラに対する画質向上への要望は強く、固体撮像素子においては画素の高密度化が急激に進んでいる。
デジタルカメラにおいて、動画像を撮影する場合、静止画像ほどの高解像度は求められないが、信号処理は高速に行う必要がある。
このため、固体撮像素子において、光電変換により発生した信号電荷を全て読み出さず、間引いて読み出すことにより、処理すべき画素数を減らす方法が提案されている。
例えば、特許文献１（特開平１１−２３４６８８号公報）には、水平方向３画素を１ブロックとして、各ブロックにおける中央画素を除く２画素（両端の２画素）の信号電荷を固体撮像素子内で混合すると共に、ブロックの中央の１画素の信号電荷を、隣接するブロックの中央の１画素の信号電荷と混合することにより、固体撮像素子からの出力映像信号における水平方向の画素数を削減する駆動方法が開示されている。
特開平１１−２３４６８８号公報
このため、固体撮像素子において、光電変換により発生した信号電荷を全て読み出さず、間引いて読み出すことにより、処理すべき画素数を減らす方法が提案されている。
例えば、特許文献１（特開平１１−２３４６８８号公報）には、水平方向３画素を１ブロックとして、各ブロックにおける中央画素を除く２画素（両端の２画素）の信号電荷を固体撮像素子内で混合すると共に、ブロックの中央の１画素の信号電荷を、隣接するブロックの中央の１画素の信号電荷と混合することにより、固体撮像素子からの出力映像信号における水平方向の画素数を削減する駆動方法が開示されている。
しかしながら、水平方向における１／３間引きの際に、全画素出力時のサンプリング周波数の１／３の成分が信号のＤＣ成分に折り返されて加わるが、上述した従来の駆動方法による固体撮像素子では、サンプリング周波数の３分の１の成分が０ではないため（図１５参照）、モワレの発生や、偽信号の発生、画素間引きによる感度の低下などにより、出力映像信号の画質が劣化し、かつ、画素加算による弊害として、固体撮像素子からの出力の順番が変則となり、画像処理によるデータの並べ替えが必要になる。
上記の問題に鑑み、本発明は、少なくとも水平方向の画素数を削減できる固体撮像素子であって、モワレや偽信号を生じることなく良質な映像信号を高速かつ高感度にかつ画素を全画素読出時と同一の順序で出力する固体撮像素子、固体撮像装置及びそれらを用いたカメラを提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明は、受光量に応じた電荷を生成して出力する固体撮像素子であって、行列状に配列された複数の光電変換部と、列方向に配列された複数の垂直転送群と、前記複数の垂直転送群の電荷転送方向終端に沿って行方向に配された水平転送部とを備え、各光電変換部は、受光量に応じて電荷を生成し、各垂直転送群は、２ｎ＋１（ｎは１以上の整数）個の垂直転送部を含み、各垂直転送部は、列方向に配列された前記光電変換部に対応して配置され、列状に配置された複数の転送電極と、前記転送電極と同数であり対応する光電変換部から電荷を受け取り蓄積する電荷蓄積部とを含み、各電荷蓄積部は、対応する転送電極に印加された電圧に基づいて、蓄積している電荷を隣接する電荷蓄積部に転送し、各転送電極は、当該転送電極の属する垂直転送群において、他の転送電極と接続されていない独立転送電極と他の転送電極と接続されている接続転送電極とのいずれかであり、各垂直転送群の２ｎ＋１個のうちｎ個の垂直転送部において、水平転送部寄りの所定箇所の転送電極が独立転送電極である。
（１）本発明の固体撮像素子は、上述の構成を備えることにより、２ｎ＋１個のうちｎ個の垂直転送部の信号電荷を、残りのｎ＋１個の垂直転送部の信号電荷とは独立して水平転送部へと転送出来るため、水平転送部内で所望の２ｎ＋１画素分の信号電荷を混合して水平方向の画素数を削減でき、また、画素に対応する信号電荷を捨てることなく利用するので感度が下がることなく、画素数が削減できるため高速に画像処理でき、全画素読出時と同じ順序関係、画素重心を維持するため、モワレや偽信号を生じることなく良質な映像信号が生成できるように、信号電荷を出力できる固体撮像素子を提供できる。
（２）また、（１）の固体撮像素子は、前記垂直転送群において、２ｎ＋１個のうちｎ個の垂直転送部における水平転送部寄りの所定箇所の転送電極が独立転送電極であり、前記独立転送電極以外の転送電極は、接続転送電極であってもよい。
（２）また、（１）の固体撮像素子は、前記垂直転送群において、２ｎ＋１個のうちｎ個の垂直転送部における水平転送部寄りの所定箇所の転送電極が独立転送電極であり、前記独立転送電極以外の転送電極は、接続転送電極であってもよい。
この構成によれば、２ｎ＋１個のうちｎ個の垂直転送部の信号電荷を、残りのｎ＋１個の垂直転送部の信号電荷とは独立して水平転送部へと転送出来るため、水平転送部内で所望の２ｎ＋１画素分の信号電荷を混合して水平方向の画素数を削減でき、また、画素に対応する信号電荷を捨てることなく利用するので感度が下がることなく、画素数が削減できるため高速に画像処理でき、全画素読出時と同じ順序関係、画素重心を維持するため、モワレや偽信号を生じることなく良質な映像信号が生成できるように、信号電荷を出力できる固体撮像素子を提供できる。
（３）また、（１）の固体撮像素子は、前記ｎが１であり、前記各垂直転送群は、３個の垂直転送部を含み、各垂直転送群の３個のうち１個の垂直転送部において、水平転送部寄りの所定箇所の転送電極が独立転送電極であってもよい。
（３）また、（１）の固体撮像素子は、前記ｎが１であり、前記各垂直転送群は、３個の垂直転送部を含み、各垂直転送群の３個のうち１個の垂直転送部において、水平転送部寄りの所定箇所の転送電極が独立転送電極であってもよい。
この構成によれば、３個のうち１個の垂直転送部の信号電荷を、残りの２個の垂直転送部の信号電荷とは独立して水平転送部へと転送出来るため、水平転送部内で所望の３画素分の信号電荷を混合して水平方向の画素数を削減でき、また、画素に対応する信号電荷を捨てることなく利用するので感度が下がることなく、画素数が削減できるため高速に画像処理でき、全画素読出時と同じ順序関係、画素重心を維持するため、モワレや偽信号を生じることなく良質な映像信号が生成できるように、信号電荷を出力できる固体撮像素子を提供できる。
（４）また、（３）の固体撮像素子は、前記３個のうち１個の垂直転送部において、少なくとも、水平転送部から数えて２番目及び４番目が独立転送電極であってもよい。
（４）また、（３）の固体撮像素子は、前記３個のうち１個の垂直転送部において、少なくとも、水平転送部から数えて２番目及び４番目が独立転送電極であってもよい。
この構成によれば、３個のうち１個の垂直転送部の信号電荷を、残りの２個の垂直転送部の信号電荷とは独立して水平転送部へと転送出来るため、水平転送部内で所望の３画素分の信号電荷を混合して水平方向の画素数を削減でき、また、画素に対応する信号電荷を捨てることなく利用するので感度が下がることなく、画素数が削減できるため高速に画像処理でき、全画素読出時と同じ順序関係、画素重心を維持するため、モワレや偽信号を生じることなく良質な映像信号が生成できるように、信号電荷を出力できる固体撮像素子を提供できる。
（５）また、（３）の固体撮像素子は、前記３個のうち１個の垂直転送部において、少なくとも、水平転送部から数えて３番目及び５番目が独立転送電極であってもよい。
（５）また、（３）の固体撮像素子は、前記３個のうち１個の垂直転送部において、少なくとも、水平転送部から数えて３番目及び５番目が独立転送電極であってもよい。
この構成によれば、３個のうち１個の垂直転送部の信号電荷を、残りの２個の垂直転送部の信号電荷とは独立して水平転送部へと転送出来るため、水平転送部内で所望の３画素分の信号電荷を混合して水平方向の画素数を削減でき、また、画素に対応する信号電荷を捨てることなく利用するので感度が下がることなく、画素数が削減できるため高速に画像処理でき、全画素読出時と同じ順序関係、画素重心を維持するため、モワレや偽信号を生じることなく良質な映像信号が生成できるように、信号電荷を出力できる固体撮像素子を提供できる。
（６）また、（１）の固体撮像素子は、前記行列状に配列された複数の光電変換部の行方向２個×列方向２個を１つの繰り返し単位として各光電変換部にカラーフィルタを配してもよい。
（６）また、（１）の固体撮像素子は、前記行列状に配列された複数の光電変換部の行方向２個×列方向２個を１つの繰り返し単位として各光電変換部にカラーフィルタを配してもよい。
この構成によれば、２画素×２画素の４画素を１つの繰り返し単位としてカラーフィルタを配し、２ｎ＋１個のうちｎ個の垂直転送部の信号電荷を、残りのｎ＋１個の垂直転送部の信号電荷とは独立して水平転送部へと転送出来るため、水平転送部内で所望の２ｎ＋１画素分の信号電荷を混合して水平方向の画素数を削減でき、また、画素に対応する信号電荷を捨てることなく利用するので感度が下がることなく、画素数が削減できるため高速に画像処理でき、全画素読出時と同じ順序関係、画素重心を維持するため、モワレや偽信号を生じることなく良質な映像信号が生成できるように、信号電荷を出力できる固体撮像素子を提供できる。
（７）また、（６）の固体撮像素子は、前記カラーフィルタは、前記行方向２個×列方向２個のうち１対角線上の２個が第１の色であり、他の２個が第２および第３の色であってもよい。
（７）また、（６）の固体撮像素子は、前記カラーフィルタは、前記行方向２個×列方向２個のうち１対角線上の２個が第１の色であり、他の２個が第２および第３の色であってもよい。
この構成によれば、カラーフィルタがベイヤ配列であるので、高画質な映像信号に対応するよう信号電荷を出力できる固体撮像素子を提供できる。
（８）本発明の固体撮像装置は、受光量に応じた電荷を生成して出力する固体撮像素子と、その制御部から成る固体撮像装置であって、前記固体撮像素子は、行列状に配列された複数の光電変換部と、列方向に配列された複数の垂直転送群と、前記複数の垂直転送群の電荷転送方向終端に沿って行方向に配された水平転送部とを備え、各光電変換部は、受光量に応じて電荷を生成し、各垂直転送群は、２ｎ＋１（ｎは１以上の整数）個の垂直転送部を含み、各垂直転送部は、列方向に配列された前記光電変換部に対応して配置され、列状に配置された複数の転送電極と、前記転送電極と同数であり対応する光電変換部から電荷を受け取り蓄積する電荷蓄積部とを含み、各転送電極は、当該転送電極の属する垂直転送群において、他の転送電極と接続されていない独立転送電極と他の転送電極と接続されている接続転送電極とのいずれかであり、前記２ｎ＋１個のうちｎ個の垂直転送部において、水平転送部寄りの所定箇所の転送電極が独立転送電極であり、前記水平転送部は、垂直転送部の各列に対し２枚ずつ行方向に配置された転送電極と、当該転送電極と同数の、行方向に配列され、電荷を受け取り蓄積する電荷蓄積部とを含み、各電荷蓄積部は、対応する転送電極に電圧が印加された場合に、蓄積している電荷を隣接する電荷蓄積部に転送し、前記制御部は、各転送電極に対し、（ａ）各垂直転送群の２ｎ＋１個のうち所定の出力方向から離れた側のｎ個の垂直転送部において、蓄積されている電荷のうち、前記水平転送部に最も近い電荷を前記水平転送部へ垂直転送、（ｂ）前記水平転送部に転送された信号電荷を２ｎ又は２ｎ＋１又は２ｎ＋２列分、前記出力方向に水平転送、（ｃ）前記ｎ列以外の水平転送部に最も近い信号電荷を、前記水平転送部へ垂直転送、（ｄ）前記水平転送部内の信号電荷を４ｎ＋２相モードで水平転送、の順に行う制御用の電圧を印加する。
（８）本発明の固体撮像装置は、受光量に応じた電荷を生成して出力する固体撮像素子と、その制御部から成る固体撮像装置であって、前記固体撮像素子は、行列状に配列された複数の光電変換部と、列方向に配列された複数の垂直転送群と、前記複数の垂直転送群の電荷転送方向終端に沿って行方向に配された水平転送部とを備え、各光電変換部は、受光量に応じて電荷を生成し、各垂直転送群は、２ｎ＋１（ｎは１以上の整数）個の垂直転送部を含み、各垂直転送部は、列方向に配列された前記光電変換部に対応して配置され、列状に配置された複数の転送電極と、前記転送電極と同数であり対応する光電変換部から電荷を受け取り蓄積する電荷蓄積部とを含み、各転送電極は、当該転送電極の属する垂直転送群において、他の転送電極と接続されていない独立転送電極と他の転送電極と接続されている接続転送電極とのいずれかであり、前記２ｎ＋１個のうちｎ個の垂直転送部において、水平転送部寄りの所定箇所の転送電極が独立転送電極であり、前記水平転送部は、垂直転送部の各列に対し２枚ずつ行方向に配置された転送電極と、当該転送電極と同数の、行方向に配列され、電荷を受け取り蓄積する電荷蓄積部とを含み、各電荷蓄積部は、対応する転送電極に電圧が印加された場合に、蓄積している電荷を隣接する電荷蓄積部に転送し、前記制御部は、各転送電極に対し、（ａ）各垂直転送群の２ｎ＋１個のうち所定の出力方向から離れた側のｎ個の垂直転送部において、蓄積されている電荷のうち、前記水平転送部に最も近い電荷を前記水平転送部へ垂直転送、（ｂ）前記水平転送部に転送された信号電荷を２ｎ又は２ｎ＋１又は２ｎ＋２列分、前記出力方向に水平転送、（ｃ）前記ｎ列以外の水平転送部に最も近い信号電荷を、前記水平転送部へ垂直転送、（ｄ）前記水平転送部内の信号電荷を４ｎ＋２相モードで水平転送、の順に行う制御用の電圧を印加する。
この構成によれば、２ｎ＋１個のうちｎ個の垂直転送部の信号電荷を、残りのｎ＋１個の垂直転送部の信号電荷とは独立して水平転送部へと転送出来るため、水平転送部内で所望の２ｎ＋１画素分の信号電荷を混合して水平方向の画素数を削減でき、また、画素に対応する信号電荷を捨てることなく利用するので感度が下がることなく、画素数が削減できるため高速に画像処理でき、全画素読出時と同じ順序関係、画素重心を維持するため、モワレや偽信号を生じることなく良質な映像信号が生成できるように、信号電荷を出力できる固体撮像装置を提供できる。
（９）また、（８）の固体撮像装置は、前記垂直転送群において、２ｎ＋１個のうちｎ個の垂直転送部における水平転送部寄りの所定箇所の転送電極が独立転送電極であり、前記独立転送電極以外の転送電極は、接続転送電極であってもよい。
（９）また、（８）の固体撮像装置は、前記垂直転送群において、２ｎ＋１個のうちｎ個の垂直転送部における水平転送部寄りの所定箇所の転送電極が独立転送電極であり、前記独立転送電極以外の転送電極は、接続転送電極であってもよい。
この構成によれば、２ｎ＋１個のうちｎ個の垂直転送部の信号電荷を、残りのｎ＋１個の垂直転送部の信号電荷とは独立して水平転送部へと転送出来るため、水平転送部内で所望の２ｎ＋１画素分の信号電荷を混合して水平方向の画素数を削減でき、また、画素に対応する信号電荷を捨てることなく利用するので感度が下がることなく、画素数が削減できるため高速に画像処理でき、全画素読出時と同じ順序関係、画素重心を維持するため、モワレや偽信号を生じることなく良質な映像信号が生成できるように、信号電荷を出力できる固体撮像装置を提供できる。
（１０）また、（８）の固体撮像装置は、前記制御部は、更に、各垂直転送部における各転送電極に対し、列方向１個おきの２ｍ＋１（ｍは１以上の自然数）個の各光電変換部に蓄積された電荷を加える前記制御用の電圧を印加してもよい。
（１０）また、（８）の固体撮像装置は、前記制御部は、更に、各垂直転送部における各転送電極に対し、列方向１個おきの２ｍ＋１（ｍは１以上の自然数）個の各光電変換部に蓄積された電荷を加える前記制御用の電圧を印加してもよい。
この構成によれば、画像１フレーム分のデータが、１／（（２ｍ＋１）×（２ｎ＋１））となるため、単位時間当たりに画像処理等を行える画像フレーム数を増やすことができる。
（１１）また、（８）の固体撮像装置は、前記ｎが１であり、前記各垂直転送群は、３個の垂直転送部を含み、前記３個のうち１個の垂直転送部において、水平転送部寄りの所定箇所の転送電極が独立転送電極であり、前記制御部は、各転送電極に対し、（ａ）各垂直転送群の３個のうち所定の出力方向から離れた側の１個の垂直転送部において、蓄積されている電荷のうち、前記水平転送部に最も近い電荷を前記水平転送部へ垂直転送、（ｂ）前記水平転送部に転送された信号電荷を２又は３又は４列分、前記出力方向に水平転送、（ｃ）前記１列以外の水平転送部に最も近い信号電荷を、前記水平転送部へ垂直転送、（ｄ）前記水平転送部内の信号電荷を６相モードで水平転送、の順に行う制御用の電圧を印加してもよい。
（１１）また、（８）の固体撮像装置は、前記ｎが１であり、前記各垂直転送群は、３個の垂直転送部を含み、前記３個のうち１個の垂直転送部において、水平転送部寄りの所定箇所の転送電極が独立転送電極であり、前記制御部は、各転送電極に対し、（ａ）各垂直転送群の３個のうち所定の出力方向から離れた側の１個の垂直転送部において、蓄積されている電荷のうち、前記水平転送部に最も近い電荷を前記水平転送部へ垂直転送、（ｂ）前記水平転送部に転送された信号電荷を２又は３又は４列分、前記出力方向に水平転送、（ｃ）前記１列以外の水平転送部に最も近い信号電荷を、前記水平転送部へ垂直転送、（ｄ）前記水平転送部内の信号電荷を６相モードで水平転送、の順に行う制御用の電圧を印加してもよい。
この構成によれば、３個のうち１個の垂直転送部の信号電荷を、残りの２個の垂直転送部の信号電荷とは独立して水平転送部へと転送出来るため、水平転送部内で所望の３画素分の信号電荷を混合して水平方向の画素数を削減でき、また、画素に対応する信号電荷を捨てることなく利用するので感度が下がることなく、画素数が削減できるため高速に画像処理でき、全画素読出時と同じ順序関係、画素重心を維持するため、モワレや偽信号を生じることなく良質な映像信号が生成できるように、信号電荷を出力できる固体撮像装置を提供できる。
（１２）また、（８）の固体撮像装置は、前記制御部は、更に、各垂直転送部における各転送電極に対し、列方向１個おきの３個の各光電変換部に蓄積された電荷を加えて垂直転送する制御用の電圧を印加してもよい。
（１２）また、（８）の固体撮像装置は、前記制御部は、更に、各垂直転送部における各転送電極に対し、列方向１個おきの３個の各光電変換部に蓄積された電荷を加えて垂直転送する制御用の電圧を印加してもよい。
この構成によれば、信号電荷に対応する処理すべきデータ数が、列方向で１／３となるため、単位時間当たりに処理する前記データ数を増やすことができる、また信号電荷を破棄することがないため高感度な固体撮像装置を提供することができる。
（１３）また、（８）の固体撮像装置は、前記制御部は、更に、各垂直転送部における各転送電極に対し、列方向１個おきの３個の各光電変換部に蓄積された電荷のうち、列方向の並び順で中央の光電変換部の電荷を破棄し、破棄していない電荷を加えて垂直転送する制御用の電圧を印加してもよい。
（１３）また、（８）の固体撮像装置は、前記制御部は、更に、各垂直転送部における各転送電極に対し、列方向１個おきの３個の各光電変換部に蓄積された電荷のうち、列方向の並び順で中央の光電変換部の電荷を破棄し、破棄していない電荷を加えて垂直転送する制御用の電圧を印加してもよい。
この構成によれば、信号電荷に対応する処理すべきデータ数が、列方向で１／３となるため、単位時間当たりに処理する前記データ数を増やすことができる。
（１４）また、（８）の固体撮像装置は、前記制御部は、更に、各垂直転送部における各転送電極に対し、列方向１個おきの３個の各光電変換部に蓄積された電荷のうち、列方向の並び順で中央以外の電荷を破棄し、破棄していない電荷を垂直転送する制御用の電圧を印加してもよい。
（１４）また、（８）の固体撮像装置は、前記制御部は、更に、各垂直転送部における各転送電極に対し、列方向１個おきの３個の各光電変換部に蓄積された電荷のうち、列方向の並び順で中央以外の電荷を破棄し、破棄していない電荷を垂直転送する制御用の電圧を印加してもよい。
この構成によれば、信号電荷に対応する処理すべきデータ数が、列方向で１／３となるため、単位時間当たりに処理する前記データ数を増やすことができる。
（１５）また、（８）の固体撮像装置は、前記行列状に配列された複数の光電変換部に関し、行方向２個×列方向２個の計４個を１つの繰り返し単位として各光電変換部にカラーフィルタを配してもよい。
（１５）また、（８）の固体撮像装置は、前記行列状に配列された複数の光電変換部に関し、行方向２個×列方向２個の計４個を１つの繰り返し単位として各光電変換部にカラーフィルタを配してもよい。
この構成によれば、２画素×２画素の４画素を１つの繰り返し単位としてカラーフィルタを配し、２ｎ＋１個のうちｎ個の垂直転送部の信号電荷を、残りのｎ＋１個の垂直転送部の信号電荷とは独立して水平転送部へと転送出来るため、水平転送部内で所望の２ｎ＋１画素分の信号電荷を混合して水平方向の画素数を削減でき、また、画素に対応する信号電荷を捨てることなく利用するので感度が下がることなく、画素数が削減できるため高速に画像処理でき、全画素読出時と同じ順序関係、画素重心を維持するため、モワレや偽信号を生じることなく良質な映像信号が生成できるように、信号電荷を出力できる固体撮像装置を提供できる。
（１６）また、（１５）の固体撮像装置は、前記カラーフィルタは、前記４個のうち１対角線上の２個が第１の色であり、他の２個が第２および第３の色であってもよい。
（１６）また、（１５）の固体撮像装置は、前記カラーフィルタは、前記４個のうち１対角線上の２個が第１の色であり、他の２個が第２および第３の色であってもよい。
この構成によれば、カラーフィルタがベイヤ配列であるので、高画質な映像信号に対応するよう信号電荷を出力できる固体撮像素子を提供できる。
（１７）また、（８）の固体撮像装置は、前記行列状に配列された複数の光電変換部に関し、行方向２個×列方向４個の計８個を１つの繰り返し単位として各光電変換部にカラーフィルタを配し、前記制御部は、更に、各垂直転送部における各転送電極に対し、列方向に隣接する２個の光電変換部を繰り返し単位として、当該繰り返し単位毎に光電変換部に含まれる電荷を加える前記制御用の電圧を印加してもよい。
（１７）また、（８）の固体撮像装置は、前記行列状に配列された複数の光電変換部に関し、行方向２個×列方向４個の計８個を１つの繰り返し単位として各光電変換部にカラーフィルタを配し、前記制御部は、更に、各垂直転送部における各転送電極に対し、列方向に隣接する２個の光電変換部を繰り返し単位として、当該繰り返し単位毎に光電変換部に含まれる電荷を加える前記制御用の電圧を印加してもよい。
この構成によれば、２画素×４画素の８画素を１つの繰り返し単位としてカラーフィルタを配し、２ｎ＋１個のうちｎ個の垂直転送部の信号電荷を、残りのｎ＋１個の垂直転送部の信号電荷とは独立して水平転送部へと転送出来るため、水平転送部内で所望の２ｎ＋１画素分の信号電荷を混合して水平方向の画素数を削減でき、また、画素に対応する信号電荷を捨てることなく利用するので感度が下がることなく、画素数が削減できるため高速に画像処理でき、全画素読出時と同じ順序関係、画素重心を維持するため、モワレや偽信号を生じることなく良質な映像信号が生成できるように、信号電荷を出力できる固体撮像装置を提供できる。
（１８）本発明のカメラは、（１）乃至（７）のいずれかに記載の固体撮像素子を備える。
（１８）本発明のカメラは、（１）乃至（７）のいずれかに記載の固体撮像素子を備える。
この構成によれば、固体撮像素子から高速にデータが出力されるので、高速動作が可能となり、かつ、画質に優れたデジタルカメラを実現できる。
（１９）本発明のカメラは、（８）乃至（１７）のいずれかに記載の固体撮像装置を備える。
この構成によれば、固体撮像素子から高速にデータが出力されるので、高速動作が可能となり、かつ、画質に優れたデジタルカメラを実現できる。
（１９）本発明のカメラは、（８）乃至（１７）のいずれかに記載の固体撮像装置を備える。
この構成によれば、固体撮像素子から高速にデータが出力されるので、高速動作が可能となり、かつ、画質に優れたデジタルカメラを実現できる。
＜１．概略＞
本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態に係る固体撮像素子１の概略構成を示す図である。
固体撮像素子１は、二次元状に配列され、画素に対応する光電変換部２と、垂直転送部３と、水平転送部４とを備える。
本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態に係る固体撮像素子１の概略構成を示す図である。
固体撮像素子１は、二次元状に配列され、画素に対応する光電変換部２と、垂直転送部３と、水平転送部４とを備える。
光電変換部２は、フォトダイオードで構成する。
光電変換部２の各々には、図１に示すように、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の三色のカラーフィルタを、垂直、水平方向共に２画素おきに周期的に配置する。
カラーフィルタは、垂直方向２画素×水平方向２画素の計４画素を１つの繰り返し単位とし、図１に示すように左下の画素がＲ、右下および左上の画素がＧ、右上の画素がＢとなるベイヤ配列をとる。
光電変換部２の各々には、図１に示すように、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の三色のカラーフィルタを、垂直、水平方向共に２画素おきに周期的に配置する。
カラーフィルタは、垂直方向２画素×水平方向２画素の計４画素を１つの繰り返し単位とし、図１に示すように左下の画素がＲ、右下および左上の画素がＧ、右上の画素がＢとなるベイヤ配列をとる。
図１において、例えば、画素１０１、画素１０２、画素１０３、画素１０４がベイヤ配列である前記カラーフィルタの繰り返し単位を構成しており、画素１０１にはＲが配置され、画素１０２及び画素１０３にはＧが配置され、画素１０４には、Ｂが配置されている。
図１中のＧｂは、Ｂに水平方向に隣接するＧであることを示し、同様にＧｒはＲに水平方向に隣接するＧであることを示す。
図１中のＧｂは、Ｂに水平方向に隣接するＧであることを示し、同様にＧｒはＲに水平方向に隣接するＧであることを示す。
本実施形態において、画素とは、カラーフィルタが配置された１つの光電変換部を示す。
垂直転送部３は、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）で構成し、画素１列分の電荷を転送するものであり、画素の列と同数あるものとする。
水平転送部４は、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）で構成し、各垂直転送部によって転送された電荷を、図１中に示す出力方向へと転送する。
垂直転送部３は、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）で構成し、画素１列分の電荷を転送するものであり、画素の列と同数あるものとする。
水平転送部４は、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）で構成し、各垂直転送部によって転送された電荷を、図１中に示す出力方向へと転送する。
固体撮像素子１は、固体撮像素子１の外部に設けられた制御部（図示せず）から、垂直転送部３及び水平転送部４が備える転送電極へと入力される制御信号に基づき動作する。
前記制御部は、固体撮像素子１と一体的に形成しても良い。
本実施形態では、垂直転送部３の垂直方向における画素３行分の部分を垂直転送段と称し、また、水平転送部４に最も近い垂直転送段を、垂直最終段と称する。
前記制御部は、固体撮像素子１と一体的に形成しても良い。
本実施形態では、垂直転送部３の垂直方向における画素３行分の部分を垂直転送段と称し、また、水平転送部４に最も近い垂直転送段を、垂直最終段と称する。
垂直最終段を除く各垂直転送段は、同じ転送電極構成をとる。
このような構成とすることにより、垂直転送部３内で、１画素おきの３行分の画素を加算でき、転送段の容量を大きくできるという利点がある。
また、固体撮像素子１の垂直転送部３は、３列単位で垂直転送群を構成しており、各垂直転送群中の各垂直転送部を、前記出力方向に近いものから順に、第１列、第２列、第３列とする。
このような構成とすることにより、垂直転送部３内で、１画素おきの３行分の画素を加算でき、転送段の容量を大きくできるという利点がある。
また、固体撮像素子１の垂直転送部３は、３列単位で垂直転送群を構成しており、各垂直転送群中の各垂直転送部を、前記出力方向に近いものから順に、第１列、第２列、第３列とする。
固体撮像素子１は、前記制御部からの制御により、垂直転送部３及び水平転送部４が電荷転送動作を行うことにより、水平方向における１画素おきの３画素ごとの信号電荷を混合し、水平方向の画素数を１／３に削減する。
図２は、信号電荷を混合する画素の組み合わせを模式的に示した図である。
また、画素２０１（Ｇ１１）、画素２０２（Ｇ１２）、画素２０３（Ｇ１３）のように、１画素おきに３つずつの同色を示す画素を１つの混合画素群とする。
図２は、信号電荷を混合する画素の組み合わせを模式的に示した図である。
また、画素２０１（Ｇ１１）、画素２０２（Ｇ１２）、画素２０３（Ｇ１３）のように、１画素おきに３つずつの同色を示す画素を１つの混合画素群とする。
図２において、Ｒｘｙのように示した記号は、画素を示し、Ｒ、Ｇ、Ｂは当該画素のフィルタの色を表し、ｘは当該画素の垂直位置（水平転送部４に近い方から第１段，第２段，・・・とする）、ｙは混合画素群における当該画素の位置（水平転送部４の出力側に近い方から第１番目、第２番目、・・・とする）をそれぞれ表すものとする。
固体撮像素子１は、各混合画素群の各画素に対応する電荷を混合する。
固体撮像素子１は、各混合画素群の各画素に対応する電荷を混合する。
同様に、画素２０４（Ｂ１１）、画素２０５（Ｂ１２）、画素２０６（Ｂ１３）も、青色に対応する１つの混合画素群を構成している。
画素２０１乃至２０３から構成される混合画素群の重心と、画素２０４乃至２０６から構成される混合画素群の重心とは、等間隔となる。
このように、水平方向において交互に配置された２色の画素を、１画素おきに３つずつ組み合わせて混合すれば、混合後の各色の画素重心が等間隔となるので、モワレや偽信号が生じない。
画素２０１乃至２０３から構成される混合画素群の重心と、画素２０４乃至２０６から構成される混合画素群の重心とは、等間隔となる。
このように、水平方向において交互に配置された２色の画素を、１画素おきに３つずつ組み合わせて混合すれば、混合後の各色の画素重心が等間隔となるので、モワレや偽信号が生じない。
以下、混合画素群中の各画素に対応する電荷を混合する動作について、説明を行う。
＜２．構成＞
図３は、固体撮像素子１におけるゲート電極の具体的配置の一例を示す図である。
図３は、図１における垂直最終段と、その直前の垂直転送段に相当する部分を示す。
図３に示すように、チャネルストップ３３１乃至３３５の間に形成された転送路３４１乃至３４４が、垂直転送部に相当する。
＜２．構成＞
図３は、固体撮像素子１におけるゲート電極の具体的配置の一例を示す図である。
図３は、図１における垂直最終段と、その直前の垂直転送段に相当する部分を示す。
図３に示すように、チャネルストップ３３１乃至３３５の間に形成された転送路３４１乃至３４４が、垂直転送部に相当する。
また、第３列における前記垂直最終段は、他の垂直転送段とは異なる電極構成を備える。
第３列の垂直最終段において、水平転送部４に近い側から２番目および４番目の電極である第３相および第５相は、他の垂直転送段、垂直最終段における他の列（第１列及び第２列）のいずれとも独立して転送動作を行わせるために、島状に分離したパターン形状とし、前述の共通電極と異なる独立電極として構成する。
第３列の垂直最終段において、水平転送部４に近い側から２番目および４番目の電極である第３相および第５相は、他の垂直転送段、垂直最終段における他の列（第１列及び第２列）のいずれとも独立して転送動作を行わせるために、島状に分離したパターン形状とし、前述の共通電極と異なる独立電極として構成する。
例えば、列３０３（第３列）において、電極３１１は、列３０１（第１列）及び列３０２（第２列）の転送電極であり制御信号φＶ３により制御される電極３１０とは独立しており、制御信号φＶＣ１により制御される。
同様に、電極３１３は、列３０１及び列３０２の転送電極であり制御信号φＶ５により制御される電極３１２とは独立しており、制御信号φＶＣ２により制御される。
同様に、電極３１３は、列３０１及び列３０２の転送電極であり制御信号φＶ５により制御される電極３１２とは独立しており、制御信号φＶＣ２により制御される。
水平転送部であるＨＣＣＤは、φＨ１乃至φＨ６の６相の制御信号により制御される。
図４は、図３に示したような電極の構造を模式的に示した図である。
図４において、ＶＣＣＤ転送段、ＶＣＣＤ最終段中の長方形（例えば電極４０１）のそれぞれが電極を示し、黒丸（例えば接続点４０２）は接続点を示し、前記黒丸と黒丸の間の実線（例えば結線４０３）は結線を示しており、前記接続点及び前記結線を介して結ばれている電極同士には、同じ制御信号が印加されることとなる。
図４は、図３に示したような電極の構造を模式的に示した図である。
図４において、ＶＣＣＤ転送段、ＶＣＣＤ最終段中の長方形（例えば電極４０１）のそれぞれが電極を示し、黒丸（例えば接続点４０２）は接続点を示し、前記黒丸と黒丸の間の実線（例えば結線４０３）は結線を示しており、前記接続点及び前記結線を介して結ばれている電極同士には、同じ制御信号が印加されることとなる。
図３及び図４において、Ｖ１は電極を示し、φＶ１は、電極Ｖ１に印加される信号を示す。
同様に、Ｖ２〜Ｖ６、ＶＣ１、ＶＣ２はそれぞれ電極を示し、φＶ２〜φＶ６、φＶＣ１、φＶＣ２はそれぞれ電極に印加される信号を示す。
垂直転送部３における垂直最終段以外の転送段は、Ｖ２、Ｖ４、およびＶ６の３枚の転送電極が、同一層の電極膜（第１層目電極）によって全列にわたる共通電極として形成されている。
同様に、Ｖ２〜Ｖ６、ＶＣ１、ＶＣ２はそれぞれ電極を示し、φＶ２〜φＶ６、φＶＣ１、φＶＣ２はそれぞれ電極に印加される信号を示す。
垂直転送部３における垂直最終段以外の転送段は、Ｖ２、Ｖ４、およびＶ６の３枚の転送電極が、同一層の電極膜（第１層目電極）によって全列にわたる共通電極として形成されている。
同様に、Ｖ１、Ｖ３、およびＶ５の３枚の転送電極も、前記第１層目電極よりも上層に形成される同一層の電極膜（第２層目電極）により、全列にわたる共通電極として形成されている。
前記制御部は、固体撮像素子１に対し、信号電荷転送のための制御信号としてφＶ１〜φＶ６、φＶＣ１、φＶＣ２、φＨ１〜φＨ６を出力する。
＜３．動作＞
図５は、前記制御部が垂直転送部３及び水平転送部４に印加する制御信号である駆動波形のタイミングチャートと、前記タイミングチャートに応じた転送電荷の様子を示す図である。
前記制御部は、固体撮像素子１に対し、信号電荷転送のための制御信号としてφＶ１〜φＶ６、φＶＣ１、φＶＣ２、φＨ１〜φＨ６を出力する。
＜３．動作＞
図５は、前記制御部が垂直転送部３及び水平転送部４に印加する制御信号である駆動波形のタイミングチャートと、前記タイミングチャートに応じた転送電荷の様子を示す図である。
図６は、前記駆動波形の一部分を拡大した図である。
図７乃至図１１は、前記制御部により制御された場合の固体撮像素子１の動作を模式的に示す状態遷移図である。
以下、前記制御部が、前記駆動波形を固体撮像素子１に与えた場合の固体撮像素子１の動作を、図５乃至図１１を用いて説明する。
図７乃至図１１は、前記制御部により制御された場合の固体撮像素子１の動作を模式的に示す状態遷移図である。
以下、前記制御部が、前記駆動波形を固体撮像素子１に与えた場合の固体撮像素子１の動作を、図５乃至図１１を用いて説明する。
なお、図４に示す前記電極構造の場合、光電変換部２から読み出された信号電荷は図５の割愛波線で示した有効水平転送期間中は電極のＶ３およびＶ４に蓄積されるようになっている。
図５において、Ｖ１〜Ｖ６、及びＶＣ１〜ＶＣ２のそれぞれに与えられる駆動パルスが高レベルの場合に、当該電極下のＭＯＳキャパシタはストレージ部となり、駆動パルスが低レベルの場合に、当該電極下のＭＯＳキャパシタはバリア部となる。
図５において、Ｖ１〜Ｖ６、及びＶＣ１〜ＶＣ２のそれぞれに与えられる駆動パルスが高レベルの場合に、当該電極下のＭＯＳキャパシタはストレージ部となり、駆動パルスが低レベルの場合に、当該電極下のＭＯＳキャパシタはバリア部となる。
図５（ａ）は、垂直最終段の第１列〜第３列において、Ｖ１〜Ｖ６、ＶＣ１〜ＶＣ２の各電極下に信号電荷が存在するか否かを示す模式図である。
図５（ａ）において、黒いバーで示す部分は、電極下に信号電荷が存在していることを示す。
タイミングｔ５００では、第３列においては、ＶＣ１、Ｖ４下に信号電荷が存在し、第１列及び第２列においては、Ｖ３、Ｖ４下に信号電荷が存在している。
図５（ａ）において、黒いバーで示す部分は、電極下に信号電荷が存在していることを示す。
タイミングｔ５００では、第３列においては、ＶＣ１、Ｖ４下に信号電荷が存在し、第１列及び第２列においては、Ｖ３、Ｖ４下に信号電荷が存在している。
また、ｔ５００〜ｔ５０８において、φＨ１、φＨ３、φＨ５は、高レベルである。
前記制御部は、ｔ５０１において、ＶＣ２に印加するφＶＣ２を高レベルとし、これにより、第３列の信号電荷は、ＶＣ１、Ｖ４、ＶＣ２下に跨って存在することとなる。
前記制御部は、ｔ５０２において、φＶＣ１を低レベルとし、これにより、第３列の前記信号電荷は、Ｖ４及びＶＣ２下に移動する。
前記制御部は、ｔ５０１において、ＶＣ２に印加するφＶＣ２を高レベルとし、これにより、第３列の信号電荷は、ＶＣ１、Ｖ４、ＶＣ２下に跨って存在することとなる。
前記制御部は、ｔ５０２において、φＶＣ１を低レベルとし、これにより、第３列の前記信号電荷は、Ｖ４及びＶＣ２下に移動する。
ｔ５０３において、φＶ６が高レベルにされることにより、第３列の前記信号電荷は、Ｖ４、ＶＣ２、Ｖ６、ＨＣＣＤのＨ３下に跨って存在することとなる。
ｔ５０４において、φＶ４が低レベルにされることにより、第３列の前記信号電荷は、ＶＣ２、Ｖ６、Ｈ３下に跨って存在することとなる。
ｔ５０５において、φＶＣ２が低レベルにされることにより、第３列の前記信号電荷は、Ｖ６、Ｈ３下に存在することとなる。
ｔ５０４において、φＶ４が低レベルにされることにより、第３列の前記信号電荷は、ＶＣ２、Ｖ６、Ｈ３下に跨って存在することとなる。
ｔ５０５において、φＶＣ２が低レベルにされることにより、第３列の前記信号電荷は、Ｖ６、Ｈ３下に存在することとなる。
ｔ５０７において、φＶ６が低レベルにされることにより、第３列の前記信号電荷は、ＨＣＣＤ中のＨ３下へと移動する。
これは、図７中矢印で示したように、第３列の垂直最終段のみの信号電荷（Ｂ１３及びＧ１３）が、水平転送部４へ転送されたことを示す。
図６（２）は、ｔ５０７とｔ５０８の間を拡大したタイミングチャートであり、ｔ６２０乃至ｔ６２４は、それぞれタイミングを表す。
これは、図７中矢印で示したように、第３列の垂直最終段のみの信号電荷（Ｂ１３及びＧ１３）が、水平転送部４へ転送されたことを示す。
図６（２）は、ｔ５０７とｔ５０８の間を拡大したタイミングチャートであり、ｔ６２０乃至ｔ６２４は、それぞれタイミングを表す。
前記制御部は、ｔ５０７とｔ５０８の間では、２相の転送用制御信号を出力する。
ｔ６２０においては、前記転送された第３列の信号電荷は、Ｈ３の下に存在する。
ｔ６２１において、φＨ４が高レベルになることにより、ｔ６２１とｔ６２２の間においては、Ｈ３の下の信号電荷が、Ｈ４の下に移動する。
ｔ６２２において、φＨ５が高レベルになることにより、ｔ６２２とｔ６２３の間においては、Ｈ４の下の信号電荷が、Ｈ５の下に移動する。
ｔ６２０においては、前記転送された第３列の信号電荷は、Ｈ３の下に存在する。
ｔ６２１において、φＨ４が高レベルになることにより、ｔ６２１とｔ６２２の間においては、Ｈ３の下の信号電荷が、Ｈ４の下に移動する。
ｔ６２２において、φＨ５が高レベルになることにより、ｔ６２２とｔ６２３の間においては、Ｈ４の下の信号電荷が、Ｈ５の下に移動する。
ｔ６２３において、φＨ６が高レベルになることにより、ｔ６２３とｔ６２４の間においては、Ｈ５の下の信号電荷は、Ｈ６の下に移動する。
ｔ６２４において、φＨ１が高レベルになることにより、ｔ６２４以後においては、Ｈ６の下の信号電荷は、Ｈ１の下に移動する。
以上のようにして、図８に示すように、水平転送部４の信号電荷（Ｂ１３、Ｇ１３）を、図８に示す出力方向へ２画素分転送されることとなる。
ｔ６２４において、φＨ１が高レベルになることにより、ｔ６２４以後においては、Ｈ６の下の信号電荷は、Ｈ１の下に移動する。
以上のようにして、図８に示すように、水平転送部４の信号電荷（Ｂ１３、Ｇ１３）を、図８に示す出力方向へ２画素分転送されることとなる。
図５（ａ）に関し、第１列及び第２列についても、上述の第３列の動作と同様に説明できる。
ここで、図５に示すように、φＶ４を低レベルにするタイミング（ｔ５０４）よりも前に、φＶ２を高レベルにしている（ｔ５０３）。
ｔ５０３において、φＶ２を高レベルとすることにより、第１列及び第２列では、信号電荷の蓄積電極が時刻ｔ５０３以前においてはＶ３、Ｖ４となり、時刻ｔ５０３〜ｔ５０４の期間においてはＶ２、Ｖ３、Ｖ４となり、時刻ｔ５０４〜ｔ５０５の期間にＶ２、Ｖ３となる。
ここで、図５に示すように、φＶ４を低レベルにするタイミング（ｔ５０４）よりも前に、φＶ２を高レベルにしている（ｔ５０３）。
ｔ５０３において、φＶ２を高レベルとすることにより、第１列及び第２列では、信号電荷の蓄積電極が時刻ｔ５０３以前においてはＶ３、Ｖ４となり、時刻ｔ５０３〜ｔ５０４の期間においてはＶ２、Ｖ３、Ｖ４となり、時刻ｔ５０４〜ｔ５０５の期間にＶ２、Ｖ３となる。
これにより、水平転送部４へ信号電荷を移動する期間に、転送しない垂直転送段の信号電荷の損失を防止できる。
第１列及び第２列に関し、ｔ５００においてＶ３、Ｖ４下に存在していた信号電荷は、前記制御部からの制御によって、ｔ５１５においてＨＣＣＤへと転送される。
また、ｔ５０９からｔ５１９の間において、図９に示すように、３列単位の垂直最終段のうち、第１列と第２列の垂直最終段を最終段以外もともども垂直方向に１段の駆動することとなり、図９中に矢印で表したように、残りの第１列と第２列の垂直最終段の信号電荷を、水平転送部４へ転送するとともに、垂直転送段内では全画素の電荷が１段順方向に転送される。
第１列及び第２列に関し、ｔ５００においてＶ３、Ｖ４下に存在していた信号電荷は、前記制御部からの制御によって、ｔ５１５においてＨＣＣＤへと転送される。
また、ｔ５０９からｔ５１９の間において、図９に示すように、３列単位の垂直最終段のうち、第１列と第２列の垂直最終段を最終段以外もともども垂直方向に１段の駆動することとなり、図９中に矢印で表したように、残りの第１列と第２列の垂直最終段の信号電荷を、水平転送部４へ転送するとともに、垂直転送段内では全画素の電荷が１段順方向に転送される。
これにより、図１０に示すように、Ｇ１２とＧ１３、及びＢ１２とＢ１３の２画素分の信号電荷が水平転送部４内でそれぞれ混合され、さらに、水平転送部４内にＧ１１とＢ１１の信号電荷がそれぞれ単独で存在することとなる。
次に、ｔ５１９からｔ５２０の間に、前記制御部が、図６（１）に示すパルスを発生し、水平転送ＣＣＤを６相駆動することにより、図１０中の矢印で示すように出力方向に２画素分の転送が行われ、また、Ｇ１１，Ｂ１１の信号電荷は転送させることなく同一ゲート下に停留するため、図１１に示すとおり、Ｇ１１とＧ１２とＧ１３との３画素分の信号電荷、および、Ｂ１１とＢ１２とＢ１３との信号電荷が、水平転送部４内でそれぞれ混合される。
次に、ｔ５１９からｔ５２０の間に、前記制御部が、図６（１）に示すパルスを発生し、水平転送ＣＣＤを６相駆動することにより、図１０中の矢印で示すように出力方向に２画素分の転送が行われ、また、Ｇ１１，Ｂ１１の信号電荷は転送させることなく同一ゲート下に停留するため、図１１に示すとおり、Ｇ１１とＧ１２とＧ１３との３画素分の信号電荷、および、Ｂ１１とＢ１２とＢ１３との信号電荷が、水平転送部４内でそれぞれ混合される。
図６（１）は、ｔ５１９とｔ５２０との間のタイミングチャートを示す。
ｔ６０１において、前述のように、図１０に示す２画素分の信号電荷は、Ｈ１の下に移動しており、単独の信号電荷は、Ｈ５の下に移動している。
ｔ６０２において、φＨ２が高レベルになることにより、前記２画素分の信号電荷は、Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３の下に跨って存在することとなる。
ｔ６０１において、前述のように、図１０に示す２画素分の信号電荷は、Ｈ１の下に移動しており、単独の信号電荷は、Ｈ５の下に移動している。
ｔ６０２において、φＨ２が高レベルになることにより、前記２画素分の信号電荷は、Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３の下に跨って存在することとなる。
ｔ６０３において、φＨ１が低レベルになり、φＨ４が高レベルになることにより、前記２画素分の信号電荷は、元々Ｈ５の下に存在していた電荷と混合し、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４、Ｈ５の下に跨って存在することとなり、３画素分の電荷が混合されたこととなる。
ｔ６０４において、φＨ２が低レベルになることにより、前記３画素分の信号電荷は、Ｈ３、Ｈ４、Ｈ５の下に跨って存在することになる。
ｔ６０４において、φＨ２が低レベルになることにより、前記３画素分の信号電荷は、Ｈ３、Ｈ４、Ｈ５の下に跨って存在することになる。
ｔ６０５において、φＨ３が低レベルになり、φＨ６が高レベルになることにより、前記３画素分の信号電荷はＨ４、Ｈ５、Ｈ６の下に跨って存在することとなる。
ｔ６０５以降は、水平転送部４内の電荷を、順次、電荷の出力方向へ転送していくための単純な制御信号の繰り返しであり、出力すべき信号電荷の出力が全て終わるまで、前記制御部から固体撮像素子１へと繰り返し入力される。
ｔ６０５以降は、水平転送部４内の電荷を、順次、電荷の出力方向へ転送していくための単純な制御信号の繰り返しであり、出力すべき信号電荷の出力が全て終わるまで、前記制御部から固体撮像素子１へと繰り返し入力される。
以上のように、同じ段の二色のそれぞれについて、信号電荷が１画素おきの３画素分ずつ混合され、水平方向における画素数が１／３に削減される。
また、図１１に示したように、緑の混合画素群と青の混合画素群とが等間隔になるので、モワレや偽信号が生じない。
以後、上述と同様の電荷転送動作を繰り返し、図２に示す全画素分の信号電荷について、水平転送部４に近い方から順に１行分ずつ順次出力する。
また、図１１に示したように、緑の混合画素群と青の混合画素群とが等間隔になるので、モワレや偽信号が生じない。
以後、上述と同様の電荷転送動作を繰り返し、図２に示す全画素分の信号電荷について、水平転送部４に近い方から順に１行分ずつ順次出力する。
以上の動作で分かるように、固体撮像素子１は、水平方向の画素数を１／３に削減した後も画素の配置を元通りに保つので、モワレや偽信号による画質の劣化を防ぎ、又水平転送クロックを上げることなく固体撮像素子１からの映像信号の画面更新サイクルを大幅に向上させることができる。
図１２〜図１４は、本発明の一実施形態の固体撮像素子による画素混合パターンの一例を示す図である。
図１２〜図１４は、本発明の一実施形態の固体撮像素子による画素混合パターンの一例を示す図である。
なお、図１２に示すように、水平方向に１列おきの３画素を、垂直方向に１行おきの３行分混合して合計９画素を一つの混合画素群とすれば、全てのフォトダイオードの信号画素を捨てずに混合できるので、感度を向上させることができる。
この場合、Ｒ、Ｇ、Ｂのそれぞれについての混合画素群の重心は、図１２に示すように、等間隔となる。
この場合、Ｒ、Ｇ、Ｂのそれぞれについての混合画素群の重心は、図１２に示すように、等間隔となる。
従って、解像度が高くモワレが少ない画像を得ることができる。
この場合、垂直方向において１行おきの３行分の信号電荷を混合する方法は、例えば、以下のとおりである。
（１）まず、２行おきの１／３の画素の信号電荷を垂直転送部３へ読み出し、２画素分垂直転送する。
この場合、垂直方向において１行おきの３行分の信号電荷を混合する方法は、例えば、以下のとおりである。
（１）まず、２行おきの１／３の画素の信号電荷を垂直転送部３へ読み出し、２画素分垂直転送する。
（２）次に、前回読み出した画素から順方向に２画素目の画素の信号電荷を垂直転送部３へ読み出し、前回読み出した画素と混合し、２画素分垂直転送する。
（３）さらに、残りの画素の信号電荷を垂直転送部３へ読み出し、１画素おきの３画素の信号電荷を混合する。
なお、垂直転送段を３画素分とする電極構造（６相）の場合、上記動作が可能である。
（３）さらに、残りの画素の信号電荷を垂直転送部３へ読み出し、１画素おきの３画素の信号電荷を混合する。
なお、垂直転送段を３画素分とする電極構造（６相）の場合、上記動作が可能である。
また、垂直転送段を２画素分とする電極構造（４相）の場合、３段を１単位として、含まれる６画素に対応する読み出し電極をすべて独立にする必要があるため、電極の総数は８相必要である。
例えば、図１３に示すように、図１２に示した９画素から、垂直方向における真ん中の行を間引いた、合計６画素を一つの混合画素群としても良い。
例えば、図１３に示すように、図１２に示した９画素から、垂直方向における真ん中の行を間引いた、合計６画素を一つの混合画素群としても良い。
この場合も、ＲＧＢのそれぞれについての混合画素群の重心が等間隔となるので、解像度が高くモワレが少ない画像を得ることができる。
また、図１４に示すように、垂直方向における３行中の２行を間引き、水平方向における３画素のみを一つの混合画素群としても良い。
上述のように、行を間引くことによって垂直方向の画素数も削減することにより、さらに信号出力スピードを向上させることができる。
また、図１４に示すように、垂直方向における３行中の２行を間引き、水平方向における３画素のみを一つの混合画素群としても良い。
上述のように、行を間引くことによって垂直方向の画素数も削減することにより、さらに信号出力スピードを向上させることができる。
垂直方向の画素数を削減する方法としては、例えば、画素を構成するフォトダイオードから垂直転送部３へ信号電荷を読み出す際に、不要な行の電荷を読み出さずにフォトダイオードに蓄積したままにしておくことにより、読み出さなかった行の画素を間引く方法がある。
この場合、読み出されなかった信号電荷は、フォトダイオードから基板等に排出する構成とすれば良い。
この場合、読み出されなかった信号電荷は、フォトダイオードから基板等に排出する構成とすれば良い。
図１５は、水平軸上空間周波数応答を示したグラフであり、ｇ１は画素混合をしない全画素の場合の周波数応答である。
全画素ナイキスト周波数Ｆは、全画素サンプリング周波数ｆと、Ｆ＝１／２×ｆの関係がある。
間引き等により通常の１／３の周波数でサンプリングする場合、ナイキスト周波数１／３Ｆを境に高域成分が折り返されるため、２／３Ｆの成分がＤＣ成分に加わる。
全画素ナイキスト周波数Ｆは、全画素サンプリング周波数ｆと、Ｆ＝１／２×ｆの関係がある。
間引き等により通常の１／３の周波数でサンプリングする場合、ナイキスト周波数１／３Ｆを境に高域成分が折り返されるため、２／３Ｆの成分がＤＣ成分に加わる。
図１５のｇ２は、前述した特許文献１のように水平３画素の両端の２画素を混合する場合の周波数応答である。
この場合、ナイキスト周波数は１／３Ｆとなり、２／３Ｆの成分が約０．２５のため、ＤＣへ折り返り偽信号を発生する。
図１５のｇ３は、本発明における１画素おきの３画素混合の場合の周波数応答である。
この場合、ナイキスト周波数は１／３Ｆとなり、２／３Ｆの成分が約０．２５のため、ＤＣへ折り返り偽信号を発生する。
図１５のｇ３は、本発明における１画素おきの３画素混合の場合の周波数応答である。
ナイキスト周波数は、１／３Ｆとなるが、２／３Ｆの成分が０であるため、ＤＣへの折り返し成分はほとんどない。
図１５に示すように、固体撮像素子１によれば、モワレや偽信号が少ない高品質な画像信号を得ることができる。
なお、上述の実施形態では、水平方向に３画素を混合するための構成および駆動方法について説明したが、本発明は、３画素以上の奇数画素の混合に適用することが可能であり、５画素以上の混合を実現するための構成および駆動方法については、当業者であれば本実施形態の説明から理解できるであろう。
図１５に示すように、固体撮像素子１によれば、モワレや偽信号が少ない高品質な画像信号を得ることができる。
なお、上述の実施形態では、水平方向に３画素を混合するための構成および駆動方法について説明したが、本発明は、３画素以上の奇数画素の混合に適用することが可能であり、５画素以上の混合を実現するための構成および駆動方法については、当業者であれば本実施形態の説明から理解できるであろう。
また、本発明は、図１に示したようなフィルタ配列の固体撮像素子に限定されるものではなく、他の配列にも適用可能である。
さらに、カラーフィルタを用いないモノクロ画像の固体撮像素子にも適用できる。
また、本実施形態で説明した固体撮像素子をデジタルカメラに適用すれば、固体撮像素子から高速にデータが出力されるので、高速動作が可能であり、かつ、画質に優れたデジタルカメラを実現できる。本発明の高速動作と通常の全画素読み出し動作を切り替えて使用することができるため、動画（高速動作）モードと静止画（全画素読み出し動作）モードを兼ね備えたデジタルカメラを実現できる。
さらに、カラーフィルタを用いないモノクロ画像の固体撮像素子にも適用できる。
また、本実施形態で説明した固体撮像素子をデジタルカメラに適用すれば、固体撮像素子から高速にデータが出力されるので、高速動作が可能であり、かつ、画質に優れたデジタルカメラを実現できる。本発明の高速動作と通常の全画素読み出し動作を切り替えて使用することができるため、動画（高速動作）モードと静止画（全画素読み出し動作）モードを兼ね備えたデジタルカメラを実現できる。
図１６に、本発明に係るデジタルカメラの構成例を示す。
本デジタルカメラは、被写体からの入射光を固体撮像素子１の撮像面に結像するためのレンズなどを含む光学系３１と、固体撮像素子１の駆動を制御する制御部３２と、固体撮像素子１からの出力信号に対して様々な信号処理を施す画像処理部３３とを備えている。
＜４．変形例＞
なお、本発明を上記の実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は、上記の実施の形態に限定されないのはもちろんである。
以下のような場合も本発明に含まれる。
（１）本実施形態において、垂直最終段が図４で示した電極構成を有する場合について説明してきたが、他の電極構成であってもよい。
本デジタルカメラは、被写体からの入射光を固体撮像素子１の撮像面に結像するためのレンズなどを含む光学系３１と、固体撮像素子１の駆動を制御する制御部３２と、固体撮像素子１からの出力信号に対して様々な信号処理を施す画像処理部３３とを備えている。
＜４．変形例＞
なお、本発明を上記の実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は、上記の実施の形態に限定されないのはもちろんである。
以下のような場合も本発明に含まれる。
（１）本実施形態において、垂直最終段が図４で示した電極構成を有する場合について説明してきたが、他の電極構成であってもよい。
図１７〜図１９は、本発明の一実施形態の固体撮像素子１の垂直転送段のゲート構成を示す模式図である。
例えば、図４で示した電極構成は、図１７に示すように、垂直最終段の第１列および第２列も、第３相および第５相を独立電極（ＶＣ３、ＶＣ４、ＶＣ５、ＶＣ６）として構成しても良い。
例えば、図４で示した電極構成は、図１７に示すように、垂直最終段の第１列および第２列も、第３相および第５相を独立電極（ＶＣ３、ＶＣ４、ＶＣ５、ＶＣ６）として構成しても良い。
この構成の場合、図９に示した状態では全ての垂直転送部３に同時に転送動作を行わせたところを、第１列及び第２列のみに転送動作を行わせてから、次に全垂直転送段による１段転送を行うようにしても良い。
なお、垂直転送部３が６相駆動の場合、垂直最終段の第３列（あるいは第１〜第３列の全て）における６枚の電極のうち、２枚あるいは３枚が、独立電極であることが好ましい。
なお、垂直転送部３が６相駆動の場合、垂直最終段の第３列（あるいは第１〜第３列の全て）における６枚の電極のうち、２枚あるいは３枚が、独立電極であることが好ましい。
また、図４で示した電極構成は、図１８及び図１９に示すように、垂直最終段において３枚の転送電極を独立電極とする場合の構造としてもよい。
これら２枚あるいは３枚の独立電極は、互いに隣接していてもかまわないが、製造プロセスを考慮すれば、独立電極間に少なくとも１枚の共通電極が介在している方が好ましい。
これら２枚あるいは３枚の独立電極は、互いに隣接していてもかまわないが、製造プロセスを考慮すれば、独立電極間に少なくとも１枚の共通電極が介在している方が好ましい。
従って、６相駆動の場合は、例えば図４及び図１７に示すように、水平転送部４側に近い方から２番目および４番目を独立電極とした構成、あるいは、例えば図１８および図１９にそれぞれ示すように、水平転送部４側に近い方から２番目、４番目、および６番目を独立電極とした構成が好ましい。
また、本実施形態では、６相駆動の電極構造を例示したが、３相または４相であっても構わない。
また、本実施形態では、６相駆動の電極構造を例示したが、３相または４相であっても構わない。
ただし、３相または４相駆動の場合、独立電極の数は２枚となる。
（２）本実施形態では、垂直転送群が垂直転送部を３個含み、前記３個の垂直転送部うち１個が独立電極を含む例について説明してきたが、垂直転送群に含まれる垂直転送部の数が２ｎ＋１（ｎは１以上の整数）であり、前記２ｎ＋１個の垂直転送部のうち、ｎ個以上が独立電極を含めばよい。
（２）本実施形態では、垂直転送群が垂直転送部を３個含み、前記３個の垂直転送部うち１個が独立電極を含む例について説明してきたが、垂直転送群に含まれる垂直転送部の数が２ｎ＋１（ｎは１以上の整数）であり、前記２ｎ＋１個の垂直転送部のうち、ｎ個以上が独立電極を含めばよい。
つまり、垂直転送群を３個の垂直転送部で構成する場合、前記３個のうちの１個以上の垂直転送部が独立電極を含めばよく、同様に、垂直転送群を５個の垂直転送部で構成する場合、前記５個のうちの２個以上の垂直転送部が独立電極を含めばよく、垂直転送群を７個の垂直転送部で構成する場合、前記７個のうちの３個以上の垂直転送部が独立電極を含めばよく、垂直転送群を９個の垂直転送部で構成する場合、前記９個のうちの４個以上の垂直転送部が独立電極を含めばよい。
（３）第３列の垂直最終段において、水平転送部から数えて２番目及び４番目の電極が独立電極である例について説明してきたが、水平転送部から数えて３番目及び５番目が独立転送電極であってもよい。
（３）第３列の垂直最終段において、水平転送部から数えて２番目及び４番目の電極が独立電極である例について説明してきたが、水平転送部から数えて３番目及び５番目が独立転送電極であってもよい。
また、固体撮像素子の製造の容易さ、電極の配線パターンを簡略化する観点等から、独立電極の数を最小限にする構成としているが、独立電極の数を更に増やしてもよい。
（４）本発明は、上記に示す方法であるとしてもよい。また、これらの方法をコンピュータにより実現するコンピュータプログラムであるとしてもよいし、前記コンピュータプログラムからなるデジタル信号であるとしてもよい。
（４）本発明は、上記に示す方法であるとしてもよい。また、これらの方法をコンピュータにより実現するコンピュータプログラムであるとしてもよいし、前記コンピュータプログラムからなるデジタル信号であるとしてもよい。
また、本発明は、前記コンピュータプログラム又は前記デジタル信号をコンピュータ読み取り可能な記録媒体、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＣＤ―ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ）、半導体メモリなど、に記録したものとしてもよい。また、これらの記録媒体に記録されている前記コンピュータプログラム又は前記デジタル信号であるとしてもよい。
また、本発明は、前記コンピュータプログラム又は前記デジタル信号を、電気通信回線、無線又は有線通信回線、インターネットを代表とするネットワーク等を経由して伝送するものとしてもよい。
また、本発明は、マイクロプロセッサとメモリとを備えたコンピュータシステムであって、前記メモリは、上記コンピュータプログラムを記憶しており、前記マイクロプロセッサは、前記コンピュータプログラムに従って動作するとしてもよい。
また、本発明は、マイクロプロセッサとメモリとを備えたコンピュータシステムであって、前記メモリは、上記コンピュータプログラムを記憶しており、前記マイクロプロセッサは、前記コンピュータプログラムに従って動作するとしてもよい。
また、前記プログラム又は前記デジタル信号を前記記録媒体に記録して移送することにより、又は前記プログラム又は前記デジタル信号を前記ネットワーク等を経由して移送することにより、独立した他のコンピュータシステムにより実施するとしてもよい。
（５）上記実施の形態及び上記変形例をそれぞれ組み合わせるとしてもよい。
（５）上記実施の形態及び上記変形例をそれぞれ組み合わせるとしてもよい。
以上に説明したように、本発明によれば、少なくとも水平方向の画素数を削減することにより、モワレや偽信号を生じることなく良質な映像信号を高速に出力でき、かつ信号処理による画素再配置等の必要のない固体撮像素子を提供し、それを用いたデジタルカメラ等の商品に非常に有用である。
１ 固体撮像素子
２ 光電変換部
３ 垂直転送部
４ 水平転送部
３１０ 電極
３１１ 電極
３１２ 電極
３１３ 電極
３３１ チャネルストップ
３３２ チャネルストップ
３３３ チャネルストップ
３３４ チャネルストップ
３３５ チャネルストップ
３４１ 転送路
３４２ 転送路
３４３ 転送路
３４４ 転送路
４０１ 電極
４０２ 接続点
４０３ 結線
２ 光電変換部
３ 垂直転送部
４ 水平転送部
３１０ 電極
３１１ 電極
３１２ 電極
３１３ 電極
３３１ チャネルストップ
３３２ チャネルストップ
３３３ チャネルストップ
３３４ チャネルストップ
３３５ チャネルストップ
３４１ 転送路
３４２ 転送路
３４３ 転送路
３４４ 転送路
４０１ 電極
４０２ 接続点
４０３ 結線
Claims (6)
- 受光量に応じた電荷を生成して出力する固体撮像素子と、その制御部から成る固体撮像装置であって、
前記固体撮像素子は、
行列状に配列された複数の光電変換部と、
列方向に配列された複数の垂直転送群と、
前記複数の垂直転送群の電荷転送方向終端に沿って行方向に配された水平転送部とを備え、
各光電変換部は、受光量に応じて電荷を生成し、
各垂直転送群は、３個の垂直転送部を含み、
各垂直転送部は、列方向に配列された前記光電変換部に対応して配置され、列状に配置された複数の転送電極と、前記転送電極と同数であり対応する光電変換部から電荷を受け取り蓄積する電荷蓄積部とを含み、各電荷蓄積部は、対応する転送電極に印加された電圧に基づいて、蓄積している電荷を隣接する電荷蓄積部に転送し、
前記複数の転送電極は、他の転送電極に接続されていない独立転送電極と、他列の垂直転送部に配置された転送電極と接続された接続転送電極とから成り、
前記３個のうち１個の垂直転送部において、水平転送部寄りの所定箇所の転送電極が独立転送電極であり、かつ前記独立転送電極以外の転送電極は、接続転送電極であって、
前記水平転送部は、垂直転送部の各列に対し２枚ずつ行方向に配置された転送電極と、前記転送電極と同数の、行方向に配列され、電荷を受け取り蓄積する電荷蓄積部とを含み、
各電荷蓄積部は、対応する転送電極に電圧が印加された場合に、蓄積している電荷を隣接する電荷蓄積部に転送し、
前記制御部は、各転送電極に対し、
（ａ）各垂直転送群の３個のうち所定の出力方向から離れた側の１個の垂直転送部において、蓄積されている電荷のうち、前記水平転送部に最も近い電荷を前記水平転送部へ垂直転送し、
（ｂ）前記水平転送部に転送された信号電荷を２又は３又は４列のうちいずれかに相当する分、前記出力方向に水平転送し、
（ｃ）前記出力方向から離れた側の１個の垂直転送部以外の水平転送部に最も近い信号電荷を、前記水平転送部へ垂直転送し、
（ｄ）前記水平転送部内の信号電荷を６相モードで水平転送する
の順に行う制御用の電圧を印加する
ことを特徴とする固体撮像装置。 - 前記３個のうち１個の垂直転送部において、少なくとも、水平転送部から数えて２番目及び４番目が独立転送電極である
ことを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。 - 前記３個のうち１個の垂直転送部において、少なくとも、水平転送部から数えて３番目及び５番目が独立転送電極である
ことを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。 - 前記行列状に配列された複数の光電変換部の行方向２個×列方向２個を１つの繰り返し単位として各光電変換部にカラーフィルタを配する
ことを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。 - 前記カラーフィルタは、前記行方向２個×列方向２個のうち１対角線上の２個が第１の色であり、他の２個が第２および第３の色である
ことを特徴とする請求項４に記載の固体撮像装置。 - 前記制御部は、更に、各垂直転送部における各転送電極に対し、列方向１個おきの３個の各光電変換部に蓄積された電荷を加える前記制御用の電圧を印加する
ことを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
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| JP2011077939A (ja) * | 2009-09-30 | 2011-04-14 | Panasonic Corp | 固体撮像装置及びそれを備えるカメラ |
| JP2015026946A (ja) | 2013-07-25 | 2015-02-05 | 株式会社東芝 | カメラモジュール |
| CN113959356A (zh) * | 2021-09-06 | 2022-01-21 | 上海芯歌智能科技有限公司 | 激光3d轮廓相机及图像采集元件 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000115643A (ja) * | 1998-10-06 | 2000-04-21 | Sony Corp | 固体撮像装置の駆動方法、固体撮像装置、固体撮像素子、並びに撮像カメラ |
| JP2000196965A (ja) * | 1998-12-28 | 2000-07-14 | Fuji Photo Film Co Ltd | Ｃｃｄ撮像デバイス及びその駆動方法、並びにフイルムスキャナ― |
| JP2004180284A (ja) * | 2002-11-12 | 2004-06-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 固体撮像素子およびこれを備えたカメラ |
| JP2006320019A (ja) * | 2002-11-12 | 2006-11-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 固体撮像素子およびこれを備えたカメラ |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3687124B2 (ja) * | 1995-02-23 | 2005-08-24 | 三菱電機株式会社 | 固体撮像素子及びその駆動方法 |
| JP2894235B2 (ja) * | 1995-03-31 | 1999-05-24 | 日本電気株式会社 | 固体撮像装置 |
| JP4140077B2 (ja) * | 1998-02-18 | 2008-08-27 | ソニー株式会社 | 固体撮像素子の駆動方法及び固体撮像素子、並びにカメラ |
| JP4338298B2 (ja) | 2000-10-04 | 2009-10-07 | 富士フイルム株式会社 | 電荷転送装置およびその駆動方法 |
| JP4083437B2 (ja) | 2002-02-05 | 2008-04-30 | オリンパス株式会社 | 撮像装置 |
-
2003
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-
2004
- 2004-11-18 CN CNB200410090413XA patent/CN1303810C/zh not_active Expired - Fee Related
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- 2004-11-25 KR KR1020040097284A patent/KR20050052362A/ko not_active Application Discontinuation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000115643A (ja) * | 1998-10-06 | 2000-04-21 | Sony Corp | 固体撮像装置の駆動方法、固体撮像装置、固体撮像素子、並びに撮像カメラ |
| JP2000196965A (ja) * | 1998-12-28 | 2000-07-14 | Fuji Photo Film Co Ltd | Ｃｃｄ撮像デバイス及びその駆動方法、並びにフイルムスキャナ― |
| JP2004180284A (ja) * | 2002-11-12 | 2004-06-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 固体撮像素子およびこれを備えたカメラ |
| JP2006320019A (ja) * | 2002-11-12 | 2006-11-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 固体撮像素子およびこれを備えたカメラ |
Also Published As
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