JP2000115643A

JP2000115643A - 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

Info

Publication number: JP2000115643A
Application number: JP10284367A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Iizuka; 哲也飯塚
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1998-10-06
Filing date: 1998-10-06
Publication date: 2000-04-21

Abstract

(57)【要約】【課題】垂直レジスタの転送電極を２層電極構造とし
て、水平方向の画素加算を可能にした固体撮像装置の駆
動方法、固体撮像装置、固体撮像素子、並びにこの撮像
素子を備えた撮像カメラを提供する。【解決手段】受光蓄積部と垂直レジスタ３４、又は受
光機能を有する垂直レジスタを備えてなる画素と、水平
レジスタ３６を有する２次元配列の固体撮像装置におい
て、垂直レジスタ３４内での転送数が垂直レジスタ列に
関して周期的に異なるように電荷転送を行い、同一行の
互に離れた画素の信号電荷を順番に垂直レジスタ３４か
ら水平レジスタ３６へ転送し、先に水平レジスタへ転送
した画素の信号電荷を水平レジスタ３６内で転送した
後、後から水平レジスタ３６へ転送した画素の信号電荷
と加算する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばＣＣＤレジ
スタを備えた２次元配列の固体撮像装置の駆動方法、固
体撮像装置、固体撮像素子、並びに撮像カメラに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ＣＣＤ固体撮像装置においては、その固
体撮像素子の画素数が近年の技術の進歩に伴い著しく増
加してきた。このような画素数の増加に伴い、１フレー
ム期間の出力データ数を必要に応じて削減する機能が強
く臨まれている。このような機能の例としては、電子ス
チルカメラにおいて、撮像時には静止画の解像度を優先
して例えば１５フレーム／秒の速度でＣＣＤ固体撮像素
子から例えば１０００ラインを出力させる。一方、電子
ファインダでの観測時には動解像度を優先し、６０フレ
ーム／秒で２５０ラインを出力させる動作が実行されて
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述のよ
うなサンプル数を減少させる方法は、モワレが増加され
るため、垂直方向のサンプル数の低減にも限界が来る。
そこで、将来さらに画素数が増加していった場合を考
え、本発明者は先に、水平方向のサンプル数を低減し、
フレームレートを増加させるようにした固体撮像装置及
びその駆動方法を提案した（特願平１０−３１４６１号
及び特願平１０−３６１５２号参照）。

【０００４】例えば、特願平１０−３１４６１号におけ
るＣＣＤ固体撮像素子は、図２３及び図２４に示すよう
に構成されている。即ち、このＣＣＤ固体撮像素子１
は、図２３に示すように、複数の受光蓄積部となるフォ
トダイオード２が２次元配列され、各フォトダイオード
列に対応して読み出しゲート部３を介して垂直ＣＣＤレ
ジスタ４が形成された撮像領域５と、各垂直ＣＣＤレジ
スタ４に共通に接続された水平ＣＣＤレジスタ６と、水
平ＣＣＤレジスタ６の終端に接続された電荷検出アンプ
７を有して成る。撮像領域５と水平ＣＣＤレジスタ６の
間には垂直ＣＣＤ４の延長部４Ａが設けられている。フ
ォトダイオード２と読み出しゲート部３と垂直ＣＣＤレ
ジスタ４の対応する部分によって１画素８が構成され
る。このＣＣＤ固体撮像素子１は、いわゆるインターラ
イントランスファ型に構成されている。

【０００５】このＣＣＤ固体撮像素子１では、図２４の
拡大図で示すように、垂直ＣＣＤレジスタ４の転送電極
が３層電極構造にて形成される。即ち、１層目の多結晶
シリコン層からなる第１転送電極１１、２層目の多結晶
シリコン層からなる第２転送電極１２、３層目の多結晶
シリコン層からなる第３転送電極１３が順次繰り返し配
列され、各転送電極１１，１２，１３下に転送部が形成
され、各転送電極１１，１２及び１３に３層の駆動パル
スφＶ₁，φＶ₂及びφＶ₃が印さされて、いわゆる３
層駆動構造の垂直ＣＣＤレジスタ４が構成される。

【０００６】さらに、垂直ＣＣＤレジスタ４の延長部４
Ａの終段部分に、特殊な２つの転送電極１５〔１５Ａ，
１５Ｂ〕が設けられる。この２つの転送電極１５Ａ，１
５Ｂは、垂直ＣＣＤレジスタ４の２列毎に２つの転送電
極１５Ａ，１５Ｂの位置が互に入れ替えるように配置さ
れ、それぞれに駆動パルスφＶ_A及びφＶ_Bが印加され
る。これにより、垂直ＣＣＤレジスタ４の４列（図２４
において、垂直レジスタ４の上部に表記した〔１〕，
〔２〕，〔３〕，〔４〕に相当）を１周期として一方の
隣り合う２列を他方の隣り合う２列〔３〕，〔４〕の垂
直ＣＣＤレジスタ４から水平ＣＣＤレジスタ６への電荷
転送を別々に制御することができる。

【０００７】ここで、転送電極１５Ａは２層目の多結晶
シリコン層で形成され、転送電極１５Ｂは３層目の多結
晶シリコン層で形成される。この転送電極１５Ａ及び１
５Ｂを有して構成される転送ゲート部１６と水平ＣＣＤ
レジスタ６との間には、固定電位φＶ_DCが印加される転
送電極１８を有する読み出しゲート部１９が設けられ
る。

【０００８】水平ＣＣＤレジスタ６は、２層目の多結晶
シリコン層からなるストレージ電極２１ｓと３層目の多
結晶シリコン層からなるトランスファ電極２１ｔからな
る転送電極２１が順次配列され、２相の水平駆動パルス
φＨ₁及びφＨ₂が印さされる、いわゆる２相駆動構造
の水平ＣＣＤレジスタとして構成される。なお、２３は
チャネルストップ領域を示す。

【０００９】このＣＣＤ固体撮像素子１においては、詳
細説明は省くも、ある画素の信号電荷と、この画素から
水平方向の２画素離れた画素の信号電荷とが加算され
る。これにより水平方向のサンプル数を半分にするもの
である。従って、通常の１フレーム期間に２フレームの
画像がＣＣＤ固体撮像素子１から出力できる。この処理
には水平方向２画素周期の色フィルタが適合する。

【００１０】更に、このＣＣＤ固体撮像素子１は、水平
２画素かつ垂直２画素周期の色フィルタ（いわゆるベイ
ヤー配列）に対し、垂直方向のサブサンプリングを組み
合わせることでサンプル数を水平、垂直共に１／２にす
ることができる。この場合、通常の１フレーム期間に４
フレームの画像がＣＣＤ固体撮像素子１から出力され
る。例えば１０００×１０００画素のＣＣＤ固体撮像素
子１から、５００×５００画素相当の信号が得られ、か
つ画角も変化しない。

【００１１】上記特願平１０−３１４６１号の発明は、
カラーＣＣＤ固体撮像素子において、水平方向の画素加
算を実現するものである。ただし、具体的に例示した構
造は、転送ゲート部１６の転送電極１５Ａと転送電極１
５Ｂの重なり部分Ａと、φＶ ₁が印加される転送電極１
１と両転送電極１５Ａ，１５Ｂの重なり部分Ｂを有して
おり、３層電極構造を必要とした。

【００１２】一方、ＣＣＤ固体撮像素子における転送レ
ジスタには、２相電極構造の転送レジスタの方が多い。
これは、歴史的経緯の他に、３層電極構造に比べ、構造
が簡易、製造も簡易で、経済面で有利であるからであ
る。従って、２層電極構造の転送レジスタを有するＣＣ
Ｄ固体撮像素子には、２層電極構造で水平方向の画素加
算を実現することが望まれる。

【００１３】本発明は、上述の点に鑑み、２層電極構造
で水平方向の画素加算を可能にした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
を提供するものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の固体撮像装置の
駆動方法は、２次元配列の固体撮像装置において、垂直
レジスタ内での転送数が垂直レジスタ列に関して周期的
に異なるように電荷転送を行い、同一行の互に離れた画
素の信号電荷を順番に垂直レジスタから水平レジスタへ
転送し、先に水平レジスタへ転送した画素の信号電荷を
水平レジスタ内で転送した後、後から水平レジスタへ転
送した画素の信号電荷と加算する。

【００１５】この駆動方法においては、同じ行の互に離
れた画素の信号電荷を水平レジスタ内で加算できるの
で、水平方向のデータ数を削減できる。そして、垂直レ
ジスタ内での転送数が垂直レジスタ列に関して周期的に
異なるように電荷転送し、同一行の互にはなさた画素の
信号電荷を順番に垂直レジスタから水平レジスタへ転送
するようにしているので、転送レジスタの転送電極とし
て２層電極構造での水平方向の画素（信号電荷）加算が
可能になる。

【００１６】本発明の固体撮像装置は、１行の画素の信
号を順次に出力する第１の動作と、同一行の画素の信号
を水平方向に加算して合成信号を得、異なる行の合成信
号を周期的に順次出力する第２の動作とを行えるように
した構成とする。

【００１７】この固体撮像装置においては、１水平走査
で１行の画素の信号を順次出力する第１の動作と、同じ
行の画素の信号を加算して１水平走査で異なる行の合成
信号を周期的に順次出力する第２の動作を行えることに
より、水平方向のデータ数が削減されない画像と、水平
方向のデータ数が削減された画像を選択的に切換えて得
ることができる。また、第２の動作では１水平走査で複
数行分の信号を出力するのでフレームレートが速くな
る。

【００１８】本発明の固体撮像装置は、異なる行の画素
の信号を周期的に順次出力する第１の動作と、同じ行の
画素の信号を水平方向に加算して合成信号を得、異なる
行の合成信号を周期的に順次出力する第２の動作とを行
うようにした構成とする。

【００１９】この固体撮像装置においては、１水平走査
で異なる行の画素の信号を周期的に順次に出力する第１
の動作と、同じ行の画素の信号を加算して１水平走査で
異なる行の合成信号を周期的に順次出力する第２の動作
を行えることにより、水平方向のデータ数が削減されな
い画像と、水平方向のデータ数が削減された画像を、選
択的に切換えて得ることができる。また、第１及び第２
の動作ともに複数行分の信号を出力するので、フレーム
レートが速くなる。

【００２０】本発明の固体撮像素子は、２次元の固体撮
像素子であって、垂直レジスタのパケット数が垂直レジ
スタ列に関して周期的に異なる領域部を有した構成とす
る。

【００２１】この固体撮像素子においては、垂直レジス
タのパケット数が垂直レジスタ列に関して周期的に異な
るので、同一行の互には離れた画素の信号電荷が順番に
垂直レジスタの上記領域部から水平レジスタへ転送し、
先に水平レジスタへ転送した画素の信号電荷が水平レジ
スタ内で転送した後、後から水平レジスタへ転送した画
素の信号電荷と加算することができる。このように、垂
直レジスタのパケット数を異にしたことにより、水平方
向の画素の信号電荷の加算を可能にすると共に、２層電
極構造での加算が可能となる。

【００２２】本発明の固体撮像素子は、垂直レジスタと
水平レジスタとの間に転送ゲート部を有し、この転送ゲ
ート部において、第１相及び第２相の転送電極が、垂直
レジスタの一定の列毎に互に違いに配置され、垂直レジ
スタの転送電極及び転送ゲート部の転送電極が２層電極
構造で形成された構成とする。

【００２３】この固体撮像素子によれば、転送ゲート部
において、第１相及び第２相の転送電極が、垂直レジス
タの一定の列毎に互い違いに配置されていることによ
り、垂直レジスタの一定の列単位毎に別々に信号電荷を
水平レジスタへ転送することができるので、この間に水
平レジスタを動作させて別々に転送した信号電荷を水平
レジスタ内で混合することができる。

【００２４】本発明の撮像カメラは、垂直レジスタのパ
ケット数が垂直レジスタ列に関して周期的に異なる領域
部を有する２次元配列の固体撮像素子を備え、同じ行の
互に離れた画素の信号電荷を水平レジスタ内で加算し、
加算後の信号電荷を水平転送する動作モードと、通常の
動作モードとを切替え可能にした構成とする。

【００２５】この撮像カメラにおいては、同じ行の互に
離れた画素の信号電荷を水平レジスタ内で加算し、異な
る行の加算電荷を周期的に順次に出力する動作モードを
有することにより、このモードでは通常の動作より高速
動作となり、例えばこのモードを用いてファインダでの
観察や、撮影範囲のモニタ等を行うことができる。

【００２６】

【発明の実施の形態】本発明に係る固体撮像装置の駆動
方法は、受光蓄積部と垂直レジスタ（インターライント
ランスファ型又はフレームインターライントランスファ
型等）、または受光機能を有する垂直レジスタ（フレー
ムトランスファ型等）を備えてなる画素と、水平レジス
タを有する２次元配列の固体撮像装置の駆動方法であっ
て、垂直レジスタ内での転送数が垂直レジスタ列に関し
て周期的に異なるように電荷転送を行い、同一行の互に
離れた画素の信号電荷を順番に垂直レジスタから水平レ
ジスタへ転送し、先に水平レジスタへ転送した画素の信
号電荷を水平レジスタ内で転送した後、後から水平レジ
スタへ転送した画素の信号電荷を加算する。

【００２７】本発明に係る固体撮像装置の駆動方法は、
上記駆動方法において、さらに他の同一行の互に離れた
画素の信号電荷を順番に垂直レジスタから水平レジスタ
へ転送し、先に水平レジスタへ転送した画素の信号電荷
を水平レジスタ内で転送した後、後から水平レジスタへ
転送した画素の信号電荷を加算し、水平レジスタから異
なる行の加算電荷を周期的に順次出力する。

【００２８】本発明は、上記固体撮像装置の駆動方法に
おいて、垂直レジスタの転送数が異なる領域部と、垂直
レジスタの該領域部以外の領域とに、共通の駆動パルス
を印加する。

【００２９】本発明は、上記固体撮像装置の駆動方法に
おいて、垂直レジスタの転送数が異なる領域部と、垂直
レジスタの該領域部以外の領域に、夫々独立の駆動パル
スを印加する。

【００３０】本発明に係る固体撮像装置は、固体撮像素
子から１行の画素の信号を順次出力する第１の動作と、
同一行の画素の信号を水平方向に加算して合成信号を
得、固体撮像素子から異なる行の合成信号を周期的に順
次出力する第２の動作を行う構成とする。

【００３１】この固体撮像装置の第２の動作としては、
隣接する２行の合成信号を所定の周期で交互に出力する
ような動作とすることができる。

【００３２】本発明に係る固体撮像装置は、固体撮像素
子から異なる行の信号を周期的に順次出力する第１の動
作と、同一行の画素の信号を水平方向に加算して合成信
号を得、固体撮像素子から異なる行の合成信号を周期的
に順次出力する第２の動作を行う構成とする。

【００３３】この固体撮像装置の第１の動作としては隣
接する２行の信号を所定の周期で交互に出力するような
動作とし、第２の動作としては隣接する２行の夫々の合
成信号を所定の周期で交互に出力するような動作とする
ことができる。

【００３４】本発明に係る固体撮像素子は、受光蓄積部
と垂直レジスタ、または受光機能を有する垂直レジスタ
を備えてなる画素と、水平レジスタを有する２次元配列
の固体撮像素子であって、垂直レジスタのパケット数が
垂直レジスタ列に関して周期的に異なる領域部を有した
構成とする。

【００３５】本発明は、上記固体撮像素子において、垂
直レジスタの領域部のパケット数を垂直レジスタの複数
列毎に異ならした構成とする。

【００３６】本発明は、上記固体撮像素子において、垂
直レジスタの領域部のパケット数を、垂直レジスタの４
列周期で２列毎に異ならした構成とする。

【００３７】本発明の固体撮像素子では、上記垂直レジ
スタの転送電極を２層電極構造で形成する。

【００３８】本発明は、上記固体撮像素子において、垂
直レジスタの転送電極を２層電極構造とし、領域部のパ
ケット数を異にした隣接する垂直レジスタ間において、
一方の垂直レジスタのｎ個のパケット（ｎは整数）に対
して他方の垂直レジスタのｎ＋１個のパケットが対向
し、一方の垂直レジスタの１パケットを構成する複数の
転送電極が、夫々対応する他方の垂直レジスタの２パケ
ットを構成する２倍の数の転送電極のうちの前段と後段
に配された同一駆動パルスが印加される転送電極に主接
続され、他方の垂直レジスタの２パケットを構成する上
記転送電極のうちの残りの中段の複数の転送電極が、夫
々対応する同一の駆動パルスが印加される主接続された
転送電極に従接続された構成とする。

【００３９】本発明に係る固体撮像素子は、受光蓄積部
と垂直レジスタ、または受光機能を有する垂直レジスタ
を備えてなる画素と、水平レジスタを有する２次元配列
の固体撮像素子であって、垂直レジスタと水平レジスタ
との間に転送ゲート部を有し、転送ゲート部において、
第１相及び第２相の転送電極が、垂直レジスタの一定の
列毎に互い違いに配置され、垂直レジスタの転送電極及
び転送ゲート部の転送電極が２層電極構造で形成された
構成とする。

【００４０】本発明に係る撮像カメラは、受光蓄積部と
垂直レジスタ、または受光機能を有する垂直レジスタを
備えてなる画素と、水平レジスタを有し、垂直レジスタ
のパケット数が垂直レジスタ列に関して周期的に異なる
領域部が設けられた２次元配列の固体撮像素子を備え、
同一行の互に離れた画素の信号電荷を水平レジスタ内で
加算し、加算後の信号電荷を水平転送する動作モード
と、通常の動作モードとを切替え可能にした構成とす
る。

【００４１】通常の動作モードとしては、異なる行の信
号電荷を周期的に順次に出力する動作モードとすること
ができる。

【００４２】また、通常の動作モードとしては、１行の
信号電荷を順次出力する動作モードとすることができ
る。

【００４３】以下、図面を参照して説明する。

【００４４】図１〜図３は、本発明をカラーＣＣＤ固体
撮像装置に適用した場合の一実施の形態を示す。図１
は、インターライントランスファ型のＣＣＤ固体撮像素
子の概略構成図である。このＣＣＤ固体撮像素子３１
は、複数の受光蓄積部となるフォトダイオード（受光
部）３２が２次元配列され、各フォトダイオード３２の
列に対応して読み出しゲート部３３を介して垂直ＣＣＤ
レジスタ３４が形成された撮像領域３５と、各垂直ＣＣ
Ｄレジスタ３４に共通に接続された水平ＣＣＤレジスタ
３６と、水平ＣＣＤレジスタ３６の終端に接続された電
荷検出アンプ３７を有して成る。

【００４５】撮像領域３５と水平ＣＣＤレジスタ３６の
間には、垂直ＣＣＤレジスタ３４の延長部３４Ａが設け
られる。３８は出力端子示す。また、フォトダイオード
３２、読み出しゲート部３３及び垂直ＣＣＤレジスタ３
４の対応する部分によって１画素３９が形成される。

【００４６】そして、撮像領域３５上には、その各画素
３８に各色が対応するように、例えば図２に示す色フィ
ルタ４０が設けられ、この色フィルタ４０を介してそれ
ぞれ赤、緑、青の３色の光信号を得て、カラーＣＣＤ固
体撮像素子３１が構成される。この色フィルタ４０は、
例えば奇数列の色フィルタが全て緑色Ｇであり、偶数列
の色フィルタは赤Ｒと青Ｂの色フィルタが交互に２画素
周期に配置され、各偶数列の色配置は同一となってい
る。即ち、この色フィルタ４０は、水平方向２画素周期
の色フィルタである。

【００４７】そして、本実施の形態においては、図３に
示すように、特に、垂直ＣＣＤレジスタ３４の垂直転送
電極及び水平ＣＣＤレジスタ３６の水平転送電極が例え
ば１層目の多結晶シリコン層と２層目の多結晶シリコン
層とからなるいわゆる２層電極構造で形成されると共
に、垂直ＣＣＤレジスタ３４の延長部３４Ａに、垂直Ｃ
ＣＤレジスタ列に関して周期的に電荷のパケット数が異
なる領域部４５が設けられる。

【００４８】即ち、図３は、図１における垂直ＣＣＤレ
ジスタ３４の延長部３４Ａと之に接続する水平ＣＣＤレ
ジスタ３６の一部を示している。垂直ＣＣＤレジスタ３
４では、１層目の多結晶シリコン層（破線図示）による
転送電極４１と２層目の多結晶シリコン層（実線図示）
による転送電極４２とが電荷転送方向に交互に配列さ
れ、４相駆動形式がとられる。

【００４９】図３では、垂直ＣＣＤレジスタ３４の４列
を１周期とし、説明のために１周期中の垂直ＣＣＤレジ
スタ３４に番号〔１〕，〔２〕，〔３〕，〔４〕を付
す。垂直ＣＣＤレジスタ〔１〕，〔２〕，〔３〕，
〔４〕は相互にチャネルストップ領域４３により分離さ
れる。垂直ＣＣＤレジスタ３４において、パケット数が
異なる領域部４５以外の他の領域４６（延長部３４Ａ及
び撮像領域３５を含む）では各垂直ＣＣＤレジスタ
〔１〕〜〔４〕のパケット数が同じになるように、共通
の４つの垂直転送電極Ｇ₁〜Ｇ₄が繰り返し配列形成さ
れて、１層目の多結晶シリコン層からなる第１の垂直転
送電極Ｇ₁に駆動パルスφＶ₁が、２層目の多結晶シリ
コン層からなる第２の垂直転送電極Ｇ₂に駆動パルスφ
Ｖ₂が、１層目の多結晶シリコン層からなる第３の垂直
転送電極Ｇ₃に駆動パルスφＶ₃が、２層目の多結晶シ
リコン層からなる第４の垂直転送電極Ｇ₄に駆動パルス
φＶ₄が夫々印加される。垂直転送電極Ｇ₁〜Ｇ₄下に
形成される４つの転送部で１つのパケットが形成され
る。

【００５０】一方、垂直ＣＣＤレジスタ３４における延
長部３４Ａの領域部４２においては、２列の垂直ＣＣＤ
レジスタ〔１〕，〔２〕より他の２列の垂直ＣＣＤレジ
スタ〔３〕，〔４〕の方にパケットが１つ余分に形成さ
れるように、垂直ＣＣＤレジスタ〔３〕，〔４〕の転送
電極数を垂直ＣＣＤレジスタ〔１〕，〔２〕より４つ多
く配列形成される。即ち、垂直ＣＣＤレジスタ〔１〕，
〔２〕では、１パケットを構成するように水平ＣＣＤレ
ジスタに向って各共通の第１の垂直転送電極ｇ₁、第２
の垂直転送電極ｇ₂、第３の垂直転送電極ｇ₃及び第４
の垂直転送電極ｇ₄が形成される。垂直ＣＣＤレジスタ
〔３〕，〔４〕では、２パケットを形成するように水平
ＣＣＤレジスタに向って、各共通の第１の垂直転送電極
ｇ₁、第２の垂直転送電極ｇ₂、第３の垂直転送電極ｇ
₃′、第４の垂直転送電極ｇ₄′、第１の垂直転送電極
ｇ₁′、第２の垂直転送電極ｇ₂′、第３の垂直転送電
極ｇ₃及び第４の垂直転送電極ｇ₄が形成される。

【００５１】そして、垂直ＣＣＤレジスタ〔１〕〜
〔４〕の夫々対応する垂直転送電極ｇ₁同士、ｇ₂同
士、ｇ₃同士、ｇ₄同士が共通配線され、垂直ＣＣＤレ
ジスタ〔３〕，〔４〕の中段で独立する垂直転送電極ｇ
₁′、ｇ₂′、ｇ₃′、ｇ₄′が垂直転送電極ｇ₁，ｇ
₂，ｇ₃及びｇ₄から夫々独立配線される。図３中、太
線の破線４７は１層目の多結晶シリコン層による配線、
太線の実線４８は２層目の多結晶シリコン層による配線
を示す。

【００５２】即ち、垂直ＣＣＤレジスタ〔１〕，〔２〕
の垂直転送電極ｇ₁，ｇ₂及びｇ₃，ｇ₄が垂直ＣＣＤ
レジスタ〔３〕，〔４〕の前段の垂直転送電極ｇ₁，ｇ
₂及び後段の垂直転送電極ｇ₃，ｇ₄に配線により主接
続され、垂直ＣＣＤレジスタ〔３〕，〔４〕の中段に独
立する垂直転送電極ｇ₁′、ｇ₂′，ｇ₃′及びｇ₄′
が夫々配線により主接続された垂直転送電極ｇ₁，
ｇ₂，ｇ₃及びｇ₄に従接続される。この場合、電極ｇ
₁′、ｇ₄′が垂直ＣＣＤレジスタ〔２〕及び〔３〕間
のチャネルストップ領域４５上で電極ｇ₁，ｇ₄に夫々
配線され、電極ｇ₂′，ｇ₃′が垂直ＣＣＤレジスタ
〔４〕及び〔１〕間のチャネルストップ領域４５上で電
極ｇ₂，ｇ₃に夫々配線される。

【００５３】そして、垂直転送電極ｇ₁，ｇ₁′に駆動
パルスφＶ₁′又はφＶ₁が、垂直転送電極ｇ₂，
ｇ₂′に駆動パルスφＶ₂′又はφＶ₂が、垂直転送電
極ｇ₃，ｇ₃′に駆動パルスφＶ₃′又はφＶ₃が、垂
直転送電極ｇ₄、ｇ₄′に駆動パルスφＶ₄′又はφＶ
₄が夫々印加される。

【００５４】このような配線構造をとることにより、領
域部４２における各垂直ＣＣＤレジスタ列は、パケット
数が異なっても、垂直転送電極ｇ₁〜ｇ₄、ｇ₁′〜ｇ
₄′を駆動する端子ｔＶ₁′〜ｔＶ₄′の周期性が保た
れる。従って、端子ｔＶ₁′、〜ｔＶ₄′に適正な駆動
パルスφＶ₁′〜φＶ₄′又はφＶ₁〜φＶ₄を印加す
ることにより、各垂直ＣＣＤレジスタ〔１〕〜〔４〕は
信号電荷を水平ＣＣＤレジスタ３６側へと転送できる。
なお、チャネルストップ領域４３の幅を垂直ＣＣＤレジ
スタ２列毎に変えているのは、垂直転送電極ｇ₁〜ｇ₄
と垂直転送電極ｇ₁′〜ｇ₄′間の配線する領域を広く
とるためである。

【００５５】一方、水平ＣＣＤレジスタ３６は、一般に
用いられる２相駆動とし、２相の駆動パルスφＨ₁，φ
Ｈ₂が水平転送電極４９，５０に印加される。水平転送
電極４９，５０は、垂直転送電極と同様に例えば１層目
の多結晶シリコン層と２層目の多結晶シリコン層による
２層電極構造で形成され、１層目の多結晶シリコン層
（破線図示）からなる電極をストレージ電極４９ｓ，５
０ｓとしてこのストレージ電極４９ｓ，５０ｓに対応す
る領域をストレージ領域とし、２層目の多結晶シリコン
層（実線図示）からなる電極をトランスファ電極４９
ｔ，５０ｔとしてこのトランスファ電極４９ｔ，５０ｔ
に対応する領域をトランスファ領域として、電極４９ｓ
及び４９ｔ、電極５０ｓ及び５０ｔが夫々共通接続とさ
れる。

【００５６】次に、上述のＣＣＤ固体撮像素子３１を備
えたＣＣＤ固体撮像装置の動作を説明する。本実施の形
態では２つの動作を行う。第１の動作は通常撮像の動作
であり、第２の動作は水平方向の加算動作である。

【００５７】先ず、第１の動作である通常動作について
説明する。〈通常動作１〉図６Ａ，Ｂを参照する。□はＣＣＤレジ
スタのパケットを表わし、●は奇（偶）数行の信号電
荷、○は偶（奇）数行の信号電荷を表わす。この通常動
作１では、垂直ＣＣＤレジスタ３４の垂直転送電極への
駆動パルスの入力端子ｔＶ₁〜ｔＶ₄とｔＶ₁′〜ｔＶ
₄′に同一の駆動パルス、即ち、図４に示す普通に使用
されている４相駆動パルスφＶ₁〜φＶ₄を印加する。

【００５８】図１において、受光及び光電変換によりフ
ォトダイオード３２に蓄積された信号電荷は、フォトダ
イオード３２から読み出しゲート部３３を介して垂直Ｃ
ＣＤレジスタ３４のパケットへ転送される。さらに、垂
直ＣＣＤレジスタ３４において、信号電荷は水平ＣＣＤ
レジスタ３６方向へ垂直転送される。この垂直転送動作
により、信号電荷は図３の垂直ＣＣＤレジスタ３４の延
長部３４Ａ、即ちその領域部４２に至る。垂直ＣＣＤレ
ジスタ〔１〕，〔２〕と垂直ＣＣＤレジスタ〔３〕，
〔４〕とでは、パケット数が異なるため、例えばｍ行目
の画素の信号電荷が垂直ＣＣＤレジスタ〔１〕，〔２〕
を介して水平ＣＣＤレジスタ３６に転送されたとき、垂
直ＣＣＤレジスタ〔３〕，〔４〕を介して水平ＣＣＤレ
ジスタ３６に転送される信号電荷はｍ−１行目の画素の
信号電荷となる。

【００５９】この様子を図６Ａ，Ｂに示す。図６Ａは図
４の時刻Ｔ_Aにおける信号電荷の蓄積状態で、垂直ＣＣ
Ｄレジスタ〔１〕，〔２〕の最終段にｍ行目の信号電荷
が蓄積され、垂直ＣＣＤレジスタ〔３〕，〔４〕の最終
段にｍ−１行目の信号電荷が蓄積される。図６Ｂは図４
の時刻Ｔ_Bにおける信号電荷の水平ＣＣＤレジスタ３６
への転送状態で、垂直ＣＣＤレジスタ〔１〕，〔２〕の
ｍ行目の信号電荷と、垂直ＣＣＤレジスタ〔３〕，
〔４〕のｍ−１行目の信号電荷が交互に配列されるよう
に、水平ＣＣＤレジスタ３６へ転送される。

【００６０】従って、水平ＣＣＤレジスタ３６による水
平転送により、ＣＣＤ固体撮像素子３１の出力端子３８
からは、２画素毎に異なる行の信号電荷が交互に出力さ
れることになる。つまり、フォトダイオード３２から垂
直ＣＣＤレジスタ３４のパケットへ転送された時点での
信号電荷の（ｊ行、ｋ列）の配置をＱ（ｊ，ｋ）として
表わすと、ＣＣＤ固体撮像素子３１の出力端子３８から
の出力は、Ｑ（ｊ，１),Ｑ（ｊ，２),Ｑ（ｊ−１，３),Ｑ（ｊ−１，４), Ｑ（ｊ，５),Ｑ（ｊ，６),Ｑ（ｊ−１，７),Ｑ（ｊ−１，８),‥‥ Ｑ（ｊ＋１，１),Ｑ（ｊ＋１，２),Ｑ（ｊ，３),Ｑ（ｊ，４), Ｑ（ｊ＋１，５),Ｑ（ｊ＋１，６),Ｑ（ｊ，７),Ｑ（ｊ，８),‥‥ Ｑ（ｊ＋２，１),Ｑ（ｊ＋２，２),Ｑ（ｊ＋１，３),Ｑ（ｊ＋１，４), Ｑ（ｊ＋２，５),Ｑ（ｊ＋２，６),Ｑ（ｊ＋１，７),Ｑ（ｊ＋１，８),‥‥ となる。

【００６１】上述のように出力信号が、隣接ライン
（行）間と交互の並びになるため、ＣＣＤ固体撮像装置
においては、メモリを使用し、メモリ空間内で再配置を
行うことで、通常の配列の信号として扱うことができ
る。もちろん、隣接ライン間と交互の並びとなることを
予め考慮した処理システムでは、仮想的な再配置として
扱うこともできる。

【００６２】〈通常動作２〉図７Ａ，Ｂ，Ｃを参照す
る。同図のパケット、信号電荷の表記は図６と同じであ
る。この通常動作２では、垂直ＣＣＤレジスタ３４の入
力端子ｔＶ₁〜ｔＶ₄と入力端子ｔＶ₁′〜ｔＶ₄′と
には夫々別の駆動パルスを印加する。即ち、図５に示す
ように入力端子ｔＶ₁〜ｔＶ₄には４相駆動パルスφＶ
₁〜φＶ₄を印加し、入力端子ｔＶ₁′〜ｔＶ₄′には
４相駆動パルスφＶ₁′〜φＶ₄′を印加する。図から
明らかなように駆動パルスφＶ₁′〜φＶ₄′を印加す
る電極群（ｇ₁〜ｇ₄，ｇ₁′〜ｇ₄′）は、駆動パル
スφＶ₁〜φＶ₄を印加する電極郡（Ｇ₁〜Ｇ₄）に比
べ２倍の回数の転送を行う。

【００６３】従って、図５の駆動パルスφＶ₁〜φ
Ｖ₄、駆動パルスφＶ₁′〜φＶ₄′を印加した場合
に、駆動パルスφＶ₁〜φＶ₄を印加する電極群（Ｇ₁
〜Ｇ₄）から駆動パルスφＶ₁′〜φＶ₄′を印加する
電極群（ｇ₁〜ｇ₄，ｇ₁′〜ｇ₄′）へ信号電荷が順
次送られるのに対し、駆動パルスφＶ₁′〜φＶ₄′を
印加する電極群（ｇ₁〜ｇ₄，ｇ₁′〜ｇ₄′）では信
号電荷のパケットと空パケットが存在するように信号電
荷が水平ＣＣＤレジスタ３６方向に転送されることとな
る。

【００６４】今、図５の第２の転送期間Ｔ₃を経て駆動
パルスφＶ₁〜φＶ₄を印加する電極群（Ｇ₁〜Ｇ₄）
から駆動パルスφＶ₁′〜φＶ₄′を印加する電極群
（ｇ₁〜ｇ₄，ｇ₁′〜ｇ₄′）へｊ行目の電荷が転送
されたとする。一方、駆動パルスφＶ₁〜φＶ₄を印加
する電極群（Ｇ₁〜Ｇ₄）は、第２の転送期間Ｔ₃の他
に第１の転送期間Ｔ₂があるため、垂直ＣＣＤレジスタ
〔１〕，〔２〕と垂直ＣＣＤレジスタ〔３〕，〔４〕の
パケット数の違いは吸収され、水平走査期間Ｔ₁に蓄積
されたｊ行目の信号電荷を水平ＣＣＤレジスタ３６に転
送することができる。

【００６５】すなわち、図７Ａは、水平走査期間Ｔ₁に
おける垂直ＣＣＤレジスタ３４での信号電荷の蓄積状態
を示す。水平ブランキング期間Ｈ_BLKの第１の転送期間
Ｔ₂において、図７Ｂに示すように、垂直ＣＣＤレジス
タ〔１〕，〔２〕の領域部４２におけるｊ行目の信号電
荷が水平ＣＣＤレジスタ３６に転送され、垂直ＣＣＤレ
ジスタ〔３〕，〔４〕の領域部４２におけるｊ行目の信
号電荷が垂直ＣＣＤレジスタの最終段へと１パケット分
垂直転送される。次いで、第２の転送期間Ｔ₃におい
て、図７Ｃに示すように、垂直ＣＣＤレジスタ〔３〕，
〔４〕のｊ行目の信号電荷が水平ＣＣＤレジスタ３６へ
転送されると共に、垂直ＣＣＤレジスタ〔１〕，
〔２〕，〔３〕，〔４〕のｊ−１行目の信号電荷が垂直
ＣＣＤレジスタ３４の領域部４２へ転送されることにな
る。

【００６６】従って通常動作２では、出力信号が隣接行
間と交互の並びとなることはなく、１行の信号電荷が順
次出力されることになる、という利点がある。ただし、
通常動作１に比べてＣＣＤ固体撮像素子の端子数及び駆
動パルスは増加する。

【００６７】次に、第２の動作である水平加算動作につ
いて説明する。

【００６８】〈水平方向の加算動作１〉図１０〜図１２
を参照する。同図のパケット、信号電荷の表記は図６と
同じである。この加算動作１では、垂直ＣＣＤレジスタ
３４の垂直転送電極への入力端子ｔＶ₁〜ｔＶ₄を入力
端子ｔＶ₁′〜ｔＶ₄′に同一の駆動パルス、即ち、図
８に示す４相駆動パルスφＶ₁〜φＶ₄を印加する。ま
た水平ＣＣＤレジスタ３６の水平転送電極には２相駆動
パルスφＨ₁，φＨ₂を印加する。

【００６９】この加算動作１では、１水平操作に対応す
る垂直転送で垂直ＣＣＤレジスタ（領域部４５、領域４
６共に）を４パケット分転送する。また、この垂直ＣＣ
Ｄレジスタの転送のうち初めのパケットの転送終了後
と、かつ４回目の転送開始前に、水平ＣＣＤレジスタを
２パケット分、計４パケットの水平転送を行う。更に、
図１０に示すように、領域４６に対応する垂直ＣＣＤレ
ジスタのパケットは、信号電荷のパケットと空きパケッ
トが交互に配置されるようにしておく。

【００７０】信号電荷の動きとしては、先ず図８の水平
走査期間Ｔ₁の終わりには水平操作が終了し、水平ＣＣ
Ｄレジスタのパケットは空になっている。この状態が図
１０Ａに相当する。

【００７１】次に、水平ブランキング期間Ｈ_BLKのうち
の第１の期間Ｔ₂において、第１の垂直転送が行われ、
信号電荷は１パケット分垂直方向へ転送され、図１０Ｂ
の状態となる。この状態ではある行、例えばｊ行の信号
電荷のうち、一部の列、従って垂直ＣＣＤレジスタ
〔１〕，〔２〕の信号電荷が水平ＣＣＤレジスタ３６へ
転送され、ｊ行の残りの列、従って垂直ＣＣＤレジスタ
〔３〕，〔４〕の信号電荷が垂直ＣＣＤレジスタ３４の
最終段へと転送される。

【００７２】次に、第２の期間Ｔ₃において、水平ＣＣ
Ｄレジスタ３６で信号電荷を２パケット分の転送を行
う。図１１Ｃの状態は、この終了後の信号電荷を示す。
この操作により、同一行の２画素列方向に離れた信号電
荷同士が同一列に移動される。

【００７３】この結果、次の第３の期間Ｔ₄における垂
直転送により、垂直ＣＣＤレジスタ〔３〕，〔４〕の最
終段の信号電荷が水平ＣＣＤレジスタ３６へ転送され、
先に水平ＣＣＤレジスタ３６に転送された垂直ＣＣＤレ
ジスタ〔１〕，〔２〕の信号電荷に加算される。すなわ
ち、水平ＣＣＤレジスタ３６内で、同一行の２画素列方
向に離れた信号電荷同士が加算され、かつ２画素分の空
パケットが交互に生ずる。この状態が図１１Ｄに相当す
る。

【００７４】さらに、第４の期間Ｔ₂′から第６の期間
Ｔ₄′において、前述の第１の期間Ｔ₂から第３の期間
Ｔ₄と同様の動作を行うことにより、水平ＣＣＤレジス
タ３６の空きパケットにｊ＋１行目の信号電荷が、同一
行の２画素列方向に離れた信号電荷同士で加算され蓄積
される。この状態を示したのが、図１２Ｅ〜図１２Ｇで
ある。

【００７５】以上の動作の結果、図１２Ｇに示すように
水平方向に加算された信号電荷２行分が、水平ＣＣＤレ
ジスタ３６に蓄積される。したがって、水平ＣＣＤレジ
スタ３６を駆動し、水平走査を１回行うことで、２行分
の画素の信号がＣＣＤ固体撮像素子３１の出力端子３８
より出力される。

【００７６】この水平加算動作１において、垂直ＣＣＤ
レジスタ３４に空パケットを作る方法は、例えば垂直方
向に画素を間引く方法、垂直方向の画素加算する方法等
を用いることができる。

【００７７】かかる水平加算動作１においては、パケッ
ト数が異なる領域部４５及びそれ以外の領域４６に対し
て、共通の４相駆動パルスφＶ₁〜φＶ₄を印加するの
で、ＣＣＤ固体撮像装置における端子数、駆動パルスが
少なくて済む。

【００７８】〈水平方向の加算動作２〉図１３〜図１４
を参照する。同図のパケット、信号電荷の表記は図６と
同じである。この加算動作２では、垂直ＣＣＤレジスタ
３４の入力端子ｔＶ₁〜ｔＶ₄に図９に示す４相駆動パ
ルスφＶ₁〜φＶ₄を印加し、入力端子ｔＶ₁′〜ｔＶ
₄′に同図に示す４相駆動パルスφＶ₁′〜φＶ₄′を
印加する。また、水平ＣＣＤレジスタ３６には、同図に
示す２相駆動パルスφＨ₁及びφＨ₂を印加する。

【００７９】図１３Ａ〜図１４Ｆの信号電荷の状態と図
９の駆動パルスとの対応は次の通りである。先ず、図９
の水平走査期間Ｔ₁の終了時が図１３Ａに相当する。次
に、水平ブランキング期間Ｈ_BLKのうちの第１の期間Ｔ
₂において、図１３Ｂに示すように、垂直ＣＣＤレジス
タ〔１〕，〔２〕の信号電荷が水平ＣＣＤレジスタ３６
へ転送されると共に、垂直ＣＣＤレジスタ〔３〕，
〔４〕の信号電荷が垂直ＣＣＤレジスタ３４の最終段へ
垂直転送される。

【００８０】次に、第２の期間Ｔ₃において、図１３Ｃ
に示すように、水平ＣＣＤレジスタ３６で２パケット分
の転送が行われる。この操作で同一行の２画素列方向に
離れた信号電荷同士が同一列に移動される。

【００８１】次に、第３の期間Ｔ₄において、図１４Ｄ
に示すように、垂直転送により垂直ＣＣＤレジスタ
〔３〕，〔４〕の最終段の信号電荷が水平ＣＣＤレジス
タ３６へ転送され、先に水平ＣＣＤレジスタ３６に転送
された垂直ＣＣＤレジスタ〔１〕，〔２〕の信号電荷に
加算される。すなわち、水平ＣＣＤレジスタ３６内で同
一行の２画素列方向に離れた信号電荷同士が加算され
る。同時に、水平ＣＣＤレジスタ３６の空パケットに垂
直ＣＣＤレジスタ〔１〕，〔２〕から次の行の信号電荷
が転送される。

【００８２】さらに、第４の期間Ｔ₅において、図１４
Ｅに示すように、水平ＣＣＤレジスタ３６内で２パケッ
ト分の転送が行われ、上記次の行の２画素列方向に離れ
た信号電荷同士が同一列に移動される。

【００８３】次いで、第５の期間Ｔ₆において、図１４
Ｆに示すように、垂直転送により垂直ＣＣＤレジスタ
〔３〕，〔４〕の最終段の信号電荷が水平ＣＣＤレジス
タ３６へ転送され、先に転送された垂直ＣＣＤレジスタ
〔１〕，〔２〕の信号電荷に加算される。即ち水平ＣＣ
Ｄレジスタ３６内で上記次の行の２画素列方向に離れた
信号電荷同士が加算される。この結果、水平ＣＣＤレジ
スタ３６に水平方向に２画素加算された信号電荷が２行
分、蓄積されることになる。

【００８４】従って、水平走査期間Ｔ₁において、水平
ＣＣＤレジスタ３６を２相駆動し、水平走査を１回行う
ことで、２行分の信号がＣＣＤ固体撮像素子３１の出力
端子３８より出力される。

【００８５】この水平方向の加算動作２によれば、入力
端子ｔＶ₁〜ｔＶ₄及び入力端子ｔＶ₁′〜ｔＶ₄′の
夫々に独立に４相駆動パルスφＶ₁〜φＶ₄，φＶ₁′
〜φＶ₄′を印加するので、加算動作１に比べて垂直Ｃ
ＣＤレジスタ３４のパケットの転送回数を少なくするこ
とができる。また、独立に駆動パルスφＶ₁〜φＶ₄，
φＶ₁′〜φＶ₄′を印加できるので、図１３〜図１４
に示す垂直ＣＣＤレジスタ３４に空きパケットを作らな
いようにした読み出し方法、あるいは前述の水平加算動
作１（図１０〜図１２参照）のような垂直ＣＣＤレジス
タ３４に空きパケットを作った読み出し方法等、読み出
し方の自由度を増すことができる。

【００８６】本発明では、入力端子ｔＶ₁〜ｔＶ₄と入
力端子ｔＶ₁′〜ｔＶ₄′に同一の４相駆動パルスφＶ
₁〜φＶ₄を印加するときは、通常動作１と水平加算動
作１とを選択的にモード切換できるＣＣＤ固体撮像装置
を構成できる。

【００８７】また、入力端子ｔＶ₁〜ｔＶ₄と入力端子
ｔＶ₁′〜ｔＶ₄′に夫々独立の４相駆動パルスφＶ₁
〜φＶ₄，φＶ₁′〜φＶ₄′を印加するときは、通常
動作２と水平加算動作２とを選択的にモード切換できる
ＣＣＤ固体撮像装置を構成することができる。

【００８８】上述の本実施の形態によれば、２層多結晶
シリコン構造の転送電極４１，４２を使用したＣＣＤ固
体撮像素子において、水平画素加算を可能にする。そし
て、カラーＣＣＤ固体撮像素子３１に使用する色フィル
タとして、図２に示す水平２画素周期の色フィルタ４０
を用いるときは、各々の行の画素の偶数列同士、奇数列
同士が同一色であるので、混合しても混色が発生しな
い。また、水平方向に２画素離れた信号電荷同士を加算
混合することで、水平方向のデータレートを１／２に削
減できる。これにより高速に動作を行うことができる。

【００８９】そして、ｊ行目の信号電荷を水平ＣＣＤレ
ジスタ３６で加算混合したときに発生する空パケット
に、ｊ＋１行目の信号電荷を転送し混合するため、ｊ行
目とｊ＋１行目の信号電荷が混色することもない。即
ち、色が混合されることなく水平方向のデータレートを
削減できる。

【００９０】さらに、上記空パケットをｊ＋１行目の信
号電荷で埋めることで、水平ＣＣＤレジスタ３４のパケ
ットが有効に利用でき、データ数と水平転送パルス数の
比をほぼ一定にできる上、信号電荷を捨てないで済む。

【００９１】また、撮像領域の画素全体の信号に対し合
成を行えるため水平方向のデータ数を１／２にしても画
角が変わらない。

【００９２】さらに、通常動作１と水平加算動作１は、
入力端子ｔＶ₁〜ｔＶ₄、入力端子ｔＶ₁′〜ｔＶ₄′
とを撮像チップ内部で共通にできるため、端子数の低域
が可能となる。通常動作２と水平加算動作２は、入力端
子ｔＶ₁〜ｔＶ₄、入力端子ｔＶ₁′〜ｔＶ₄′を通じ
て夫々独立の駆動パルスφＶ₁〜φＶ₄，φＶ₁′〜φ
Ｖ₄′を印加する構成をとるので、垂直ＣＣＤレジスタ
３４のパケットの転送回数を少なくすることができる。
また、垂直ＣＣＤレジスタ３４の転送状態を空パケット
無し、空きパケット有、等目的に応じて選択でき、読み
出し方の自由度が増す。

【００９３】尚、水平加算動作１，２において、空パケ
ットが追加された状態が考えられるが、垂直ＣＣＤレジ
スタ３４のφＶ₁〜φＶ₄が印加される領域４６、φＶ
₁′〜φＶ₄′が印加される領域部４５の転送回数を追
加することで対応できる。また上述の実施の形態では、
水平２画素加算について述べたが、その他、水平３画素
以上の画素加算も可能である。

【００９４】本発明では、垂直画素間引き（垂直画素加
算を含む）と本実施の形態の水平画素加算を組み合わせ
ることによって、垂直及び水平共にデータ数の削減が可
能となる。前述の図２の色フィルタ４０を用いたカラー
ＣＣＤ固体撮像素子３１における垂直画素の間引き読み
出しの一例を図１５を用いて説明する。

【００９５】先ず、図１５Ａに示すように、例えば青色
（Ｂ）に対応する画素を含むライン（行）で且つ垂直方
向に３つ置きのライン毎の画素（受光部３２）の信号電
荷を垂直ＣＣＤレジスタ３４へ読み出す。次に、図１５
Ｂに示すように、垂直ＣＣＤレジスタ３４へ読み出され
た信号電荷を１パケット分垂直転送する。

【００９６】次に、図１５Ｃに示すように、赤色（Ｒ）
に対応する画素を含むラインで且つ垂直方向に３つ置き
のライン毎の画素（受光部３２）の信号電荷を垂直ＣＣ
Ｄレジスタ３４へ読み出す。これにより、垂直方向の画
素の間引きができ、垂直ＣＣＤレジスタ３４では、信号
電荷が蓄積したパケットと信号電荷が蓄積しない空パケ
ットが交互に配列された状態となり、以後順次垂直転送
される。なお、垂直画素の間引きとしては、その他、垂
直加算方法も可能である。

【００９７】色フィルタとして、水平２画素かつ垂直２
画素周期の色フィルタ（ベイヤー配列）を用いるとき
は、サンプル数を水平、垂直共に１／２にすることがで
きる。この場合、通常の１フレーム期間に４フレームの
画像が出力できる。

【００９８】図１６は、本発明の他の実施の形態を示
す。本実施の形態は、図１と同様のインターライントラ
ンスファ型のＣＣＤ固体撮像素子に適用した場合であ
り、図１６は図１における垂直ＣＣＤレジスタの延長部
と水平ＣＣＤレジスタの一部に対応した構成部分を示
す。色フィルタとしては図２の色フィルタを用いた例で
ある。

【００９９】本実施の形態に係るカラーＣＣＤ固体撮像
素子５１においては、図１６に示すように、垂直ＣＣＤ
レジスタ３４及び水平ＣＣＤレジスタ３６が前述と同様
に１層目の多結晶シリコン層と２層目の多結晶シリコン
層とからなる２層電極構造で形成されると共に、垂直Ｃ
ＣＤレジスタ３４の延長部３４Ａに一定の列毎に電極位
置が互い違いに入れ替え２つの転送電極５２〔５２Ａ，
５２Ｂ〕を有した転送ゲート部５４が設けられて成る。

【０１００】垂直ＣＣＤレジスタ３４では、１層目の多
結晶シリコン層（破線図示）による転送電極４１と、２
層目の多結晶シリコン層（実線図示）による転送電極４
２とが、電荷転送方向に交互に配列され、３相駆動形成
がとられる。即ち第１の転送電極５６に駆動パルスφＶ
₁が、第２の転送電極５７に駆動パルスφＶ₂が、第３
の転送電極５８に駆動パルスφＶ₃が夫々印加される。

【０１０１】一方、垂直ＣＣＤレジスタ３４の延長部３
４Ａにおける最終段に配された転送ゲート部５４におい
ては、垂直ＣＣＤレジスタ３４の４列〔１〕，〔２〕，
〔３〕，〔４〕を１周期として隣り合う２列（即ち垂直
ＣＣＤレジスタ〔１〕，〔２〕）と他の２列（即ち垂直
ＣＣＤレジスタ〔３〕，〔４〕）との夫々の転送電極５
２Ａ，５２Ｂが電荷転送方向に関して逆となるように配
置され、夫々の転送電極５２Ａ及び５２Ｂに２相の駆動
パルスφＶ_A及びφＶ_Bが印加される。

【０１０２】なお、これら２つの転送電極５２Ａ及び５
２Ｂからなる転送部は、図示しないが夫々ポテンシャル
差を設けた２つの部分から構成され、水平ＣＣＤレジス
タ側の部分のポテンシャルが深く、反対側の部分のポテ
ンシャルが浅くなるように構成される。ポテンシャル差
を設ける方法としては、従来、公知の方法、例えば不純
物濃度を変える方法、転送電極下のゲート絶縁膜の厚さ
に差をつける方法等を採ることができる。

【０１０３】転送ゲート部５４と水平ＣＣＤレジスタ３
６との間には、固定電圧Ｖ_DCが印加されるゲート電極５
３を有する読み出しゲート部５５が設けられる。この固
定電圧Ｖ_DCの変わりにパルス状の電圧を印加してもよ
い。

【０１０４】水平ＣＣＤレジスタは図３と同様であるの
で対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略す
る。６３はチャネルストップ領域である。

【０１０５】各転送電極に印加する駆動パルスφＶ₁，
φＶ₂，φＶ₃，φＶ_A，φＶ_B，φＨ₁，φＨ₂のタ
イミングチャートを図１７に示す。この図１７では、２
つの垂直転送期間Ｖ₁，Ｖ₂と２つの水平ＣＣＤレジス
タでの電荷混合期間ＨＭ₁，ＨＭ₂とを有する。それ以
外の期間は水平ＣＣＤレジスタ３６で転送が行われる水
平走査期間Ｈとなっている。

【０１０６】次に、図１８〜図２１を用いて本実施の形
態のカラーＣＣＤ固体撮像素子５１の動作を説明する。
なお、色フィルタ４０に対応した画素Ｇ₁₁，Ｒ₁₂，
Ｇ₁₃，Ｒ₁₄，‥‥‥，Ｇ₂₁，Ｂ₂₂，Ｇ₂₃，Ｂ₂₄，‥‥に
おける信号電荷を、同様にＧ₁₁，Ｒ₁₂，Ｇ₁₃，Ｒ₁₄‥‥
‥，Ｇ₂₁，Ｂ₂₂，Ｇ₂₃，Ｂ₂₄，‥‥‥の記号で表わす。
また、図１８〜図２１においてＰ_Vは垂直ＣＣＤレジス
タのパケット、Ｐ_ABはＡ領域・Ｂ領域のパケット（斜線
図示）、Ｐ_Hは水平ＣＣＤレジスタのパケットを示す。

【０１０７】先ず、図１７のタイミングにおいて、第１
回目の垂直転送期間Ｖ₁が終了した後の時刻ｔ₁₁では、
信号電荷は垂直ＣＣＤレジスタ３４のφＶ₂が印加され
る領域に蓄積されると共に、転送ゲート部５４の前段の
パケット、すなわちφＶ_Aが印加されるＡ領域及びφＶ
_Bが印加されるＢ領域にそれぞれ１行目の信号電荷
Ｇ₁₁，Ｒ₁₂，Ｇ₁₃，Ｒ₁₄，Ｇ₁₅，Ｒ₁₆，Ｇ₁₇，Ｒ₁₈が転
送され蓄積される（図１８Ａ参照）。

【０１０８】次に、時刻ｔ₁₂において、φＶ_Aが高レベ
ルを維持し、φＶ_Bが低レベルとなることによって、４
列〔１〕，〔２〕，〔３〕，〔４〕を１周期としたとき
の第３列及び第４列の垂直ＣＣＤレジスタ〔３〕，
〔４〕の信号電荷Ｇ₁₃，Ｒ₁₄，Ｇ₁₇，Ｒ₁₈が後段のＡ領
域に転送される（図１８Ｂ参照）。

【０１０９】次に時刻ｔ₁₃において、φＶ_Aが低レベル
に、φＶ_Bが高レベルになることによって、第１列及び
第２列の垂直ＣＣＤレジスタ〔１〕，〔２〕の信号電荷
Ｇ₁₁，Ｒ₁₂，Ｇ₁₅，Ｒ₁₆が転送ゲート部５４の後段のＢ
領域に転送され、第３列及び第４列の垂直ＣＣＤレジス
タ〔３〕，〔４〕の信号電荷Ｇ₁₃，Ｒ₁₄，Ｇ₁₇，Ｒ₁₈が
水平ＣＣＤレジスタ３６へ転送される（図１０Ｃ参
照）。

【０１１０】次に、時刻ｔ₁₄において、水平ＣＣＤレジ
スタ４６に転送された信号電荷Ｇ₁₃，Ｒ₁₄，Ｇ₁₇，Ｒ₁₈
を水平方向に２パット分転送する（図１９Ｄ参照）。

【０１１１】次に、時刻ｔ₁₅においてφＶ_Aを高レベル
にし、φＶ_Bを低レベルにすることによって、第１列及
び第２列の垂直ＣＣＤレジスタ〔１〕，〔２〕の信号電
荷Ｇ₁₁，Ｒ₁₂，Ｇ₁₅，Ｒ₁₆が水平ＣＣＤレジスタ３６へ
転送され、水平ＣＣＤレジスタ３６内に信号電荷Ｇ₁₁と
Ｇ₁₃、信号電荷Ｒ₁₂とＲ₁₄、信号電荷Ｇ₁₅とＧ₁₇、信号
電荷Ｒ₁₆，Ｒ₁₈が夫々加算される（図１９Ｅ参照）。

【０１１２】次に、第２回目の垂直転送期間Ｖ₂におい
て垂直転送が行われ期間Ｖ₂後の時刻ｔ₂₁において２行
目の信号電荷Ｇ₂₁，Ｂ₂₂，Ｇ₂₃，Ｂ₂₄，Ｇ₂₅，Ｂ₂₆，Ｇ
₂₇，Ｂ₂₈が夫々転送ゲート部５４の前段のＡ領域、Ｂ領
域に蓄積される（図２０Ｆ参照）。

【０１１３】そして、時刻ｔ₂₂〜ｔ₂₅で、前述の時刻ｔ
₁₂〜ｔ₁₅と同様の動作が行われ、２行目の信号電荷Ｇ₂₁
とＧ₂₃、信号電荷Ｂ₂₂とＢ₂₄、信号電荷Ｇ₂₅とＧ₂₇、信
号電荷Ｂ₂₅とＢ₂₈が夫々水平ＣＣＤレジスタ内で加算さ
れる（図２０Ｇ〜図２１Ｊ参照）。

【０１１４】水平ＣＣＤレジスタ３６では空きパケット
がない状態となり、２画素離れた列同士の信号電荷が加
算合成されると共に、水平ＣＣＤレジスタ３６内で２列
毎に１行目の加算電荷と２行目の加算電荷が交互に配列
された形となる。従って、水平ＣＣＤレジスタから、合
成信号Ｇ₁₁＋Ｇ₁₃，Ｒ₁₂＋Ｒ₁₄，Ｇ₂₁＋Ｇ₂₃，Ｂ₂₂＋Ｂ
₂₄，Ｇ₁₅＋Ｇ₁₇，Ｒ₁₆＋Ｒ₁₈，Ｇ₂₅＋Ｇ₂₇，Ｂ₂₆＋
Ｂ₂₈，‥‥‥の順に出力される。

【０１１５】これにより、１回の水平走査で２行分の信
号が得られ、水平ＣＣＤレジスタの駆動周波数が一定の
場合には、前述の実施の形態と同様に約２倍のフレーム
レートが得られる。

【０１１６】この実施の形態においても、レジスタの転
送電極を２相電極構造として水平方向に２画素離れた信
号電荷同士を加算混合することができ、水平方向のデー
タレートを１／２に削減することができる。その他、前
述の実施の形態と同様の効果を奏する。即ち、水平方向
に２画素周期の色フィルタを用いるため、各々の行の画
素の偶数列同士、奇数列同士が同一色のフィルタであ
り、混合しても色の混合が発生しない。また、ｊ行目の
信号電荷を水平ＣＣＤレジスタで加算混合したときに発
生する空パケットに、ｊ＋１行目の信号電荷を転送し混
合するため、ｊ行目とｊ＋１行目の信号電荷で色が混合
されることもない。即ち、色が混合されることなく水平
方向のデータレートを削減できる。

【０１１７】空パケットをｊ＋１行目の信号電荷で埋め
ることから水平ＣＣＤレジスタのパケットが有効利用で
き、データ数と水平転送パルスの比をほぼ一定にできる
上に、信号電荷を捨てないで済み、全ての信号電荷を利
用できる。２つの画素の信号電荷を加算するため、加算
を行わない場合と比較して感度が向上する。撮像領域の
画素全体の信号に対して合成を行えるため、水平方向の
データ数を１／２にしても画角が変わらない。垂直画素
間引き（垂直画素加算を含む）と、本実施の形態の水平
画素加算を組み合わせれば、垂直、水平共にデータ数の
削減が可能になる。

【０１１８】尚、水平方向のデータ数を削減しない、通
常のＣＣＤ固体撮像装置と同じ出力信号を得るために
は、図１７のタイミングにおいて、時刻ｔ₁₃〜ｔ₁₄間の
水平転送パルスφＨ₁，φＨ₂を除去し、かつ時刻ｔ₁₅
の後の第２回目の垂直転送期間Ｖ₂、及び第２回目の水
平ＣＣＤレジスタ混合期間ＨＭ₂（時刻ｔ₂₁〜ｔ₂₅を含
む）とを削除して、すぐ次の水平走査期間となるように
すればよい。

【０１１９】本発明は、インターライントランスファ型
又はフレームインターライントランスファ型の他、受光
機能を持つ垂直ＣＣＤレジスタを画素とするフレームト
ランスファ型の固体撮像素子及びこの撮像素子を用いた
固体撮像装置にも適用できる。

【０１２０】上述の構成の固体撮像装置及びその駆動方
法を用いた本発明に係る撮像カメラの実施の形態の概略
構成図を図２２に示す。

【０１２１】図２２において、被写体からの入射光はレ
ンズ６１を含む光学系によってＣＣＤ固体撮像素子６２
の撮像面上に結像される。固体撮像素子６２としては、
図２又は図１６に示した構成と同様の固体撮像素子３１
又は５１が用いられる。この固体撮像素子６２は駆動系
６３によって前述した駆動方法に基づき駆動される。そ
して、固体撮像素子６２の出力信号は、信号処理系６４
で種々の信号処理が施されて映像信号となる。

【０１２２】そして、上記構成の撮像カメラにおいて、
同じ行の互に離れた画素の信号電荷を水平ＣＣＤレジス
タ内で加算混合し、混合後の信号電荷を水平転送する高
速動作のモードと、通常の撮像モードを切換え可能とす
ることにより、電子ファインダでの観測時には高速動作
のモードで受光量の変化に高速に対応して高い動解像度
の画像を得ることができ、一方、撮影時には通常の撮像
モードで静止画の解像度を高くすることができる。

【０１２３】本発明の固体撮像装置の駆動方法、固体撮
像装置、固体撮像素子、並びに撮像カメラは、上述の実
施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸
脱しない範囲でその他様々な構成が取り得る。

【０１２４】

【発明の効果】本発明の固体撮像装置の駆動方法によれ
ば、２層電極構造の転送電極を用いた固体撮像素子にお
いて、水平方向に互に離れた画素の信号電荷同士を加算
混合することができ、水平方向のデータレートを削減す
ることができる。これにより固体撮像装置を高速に動作
させることができる。

【０１２５】１の行の信号電荷を水平レジスタで加算混
合したときに発生する水平レジスタの空パケットに、次
の行の加算混合した信号電荷で埋めることから、水平レ
ジスタのパケットが有効に利用でき、データ数と水平転
送パルス数の比をほぼ一定にできる上に、信号電荷を捨
てないで済む。

【０１２６】撮像領域の画素全体の信号に対して合成を
行えるため、水平方向のデータ数を削減しても画角が変
わらない。

【０１２７】カラー用固体撮像装置においては、同じ行
の互に離れた同色の画素の信号電荷を水平レジスタ内で
加算混合できるので、色の混合が発生しない。従って、
色の混合を生じることなく水平方向のデータレートを削
減できる。

【０１２８】垂直レジスタの転送数が異なる領域部と、
垂直レジスタのそれ以外の領域に、共通の駆動パルスを
印加するときは、固体撮像装置における端子数及び駆動
パルス数を少なくすることができる。

【０１２９】垂直レジスタの転送数が異なる領域部と、
垂直レジスタのそれ以外の領域に、夫々独立の駆動パル
スを印加するときは、垂直レジスタのパケットの転送回
数を少なくすることができる。また、垂直レジスタに空
きパケットを作らない読み出し法、あるいは垂直レジス
タに空きパケットを作る読み出し法等、読み出し法の自
由度を増すことができる。

【０１３０】本発明の固体撮像装置によれば、１行の画
素の信号を順次出力する第１の動作と、異なる行の合成
信号を周期的に順次出力する第２の動作を行う構成とす
ることにより、全画素の信号を出力する通常の撮像モー
ドの画像と、水平加算による高速の撮像モードの画像と
を選択的に得ることができる。第１の動作では、１行の
画素の信号を順次出力するので、従来と同様の通常動作
とすることができる。

【０１３１】また、本発明の固体撮像装置によれば、異
なる行の信号を周期的に順次出力する第１の動作と、異
なる行の合成信号を周期的に順次出力する第２の動作を
行う構成とすることにより、全画素の信号を出力する通
常の撮像モードの画像と、水平加算による高速の撮像モ
ードの画像を選択的に得ることができる。

【０１３２】本発明の固体撮像素子によれば、垂直レジ
スタのパケット数が垂直レジスタ列に関して周期的に異
なる領域部を有することにより、垂直レジスタ列の１周
期内で順番に信号電荷を水平レジスタへ転送することが
でき、この間に水平レジスタを動作させて先に転送した
信号電荷と後に転送した信号電荷を水平レジスタ内で混
合することができる。

【０１３３】垂直レジスタの領域部のパケット数が垂直
レジスタの複数列毎に異ならすときは、カラー固体撮像
素子において、同色の信号電荷同士の加算混合ができ、
混色が生じることがない。

【０１３４】垂直レジスタの４列を１周期として、垂直
レジスタの領域部のパケット数が２列毎に異ならすとき
は、水平方向に２画素離れた信号電荷同士を加算混合す
ることができ、水平方向のデータレートを１／２に削減
できる。また、水平方向も２画素周期の色フィルタを適
用することにより、混色を生ずることなく水平画素が加
算出来る。

【０１３５】本発明の固体撮像素子は、垂直レジスタの
転送電極を２層電極構造で形成することができる。

【０１３６】本発明の固体撮像素子において、一方の垂
直レジスタの１パケットを構成する複数の転送電極を、
隣接する他方の垂直レジスタの２パケットを構成する２
倍の数の転送電極のうちの前段と後段に配された夫々対
応する同一駆動パルスが印加される転送電極に主接続
し、上記他方の垂直レジスタの２パケットを構成する転
送電極のうちの残りの中段の複数の転送電極を夫々対応
する同一の駆動パルスが印加される上記主接続された転
送電極に従接続することにより、垂直レジスタの転送電
極を２層電極構造で形成することを可能にする。

【０１３７】本発明の固体撮像素子によれば、垂直レジ
スタの転送電極を２層電極構造とし、転送ゲート部にお
いて、第１相及び第２相の転送電極が、垂直レジスタの
一定の列毎に互に違いに配置されていることにより、垂
直レジスタの一定の列単位毎に順番に信号電荷を水平レ
ジスタへ転送することができ、この間に水平レジスタを
動作させて順番に転送した信号電荷を水平レジスタ内で
加算混合することができる。

【０１３８】本発明の撮像カメラによれば、垂直レジス
タのパケット数が垂直レジスタ列に関して周期的に異な
る領域部を有する固体撮像素子を備え、同一行の互に離
れた画素の信号電荷を水平レジスタ内で加算し、加算後
の信号電荷を水平転送する動作モードと、通常の動作モ
ードを切換え可能に構成することにより、例えば電子フ
ァインダでの観測時には高速動作のモードで高い動解像
度の画像を得ることができ、一方撮像時には通常の撮像
モードで例えば静止画の解像度を高くすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るＣＣＤ固体撮像素子の概略構成図
である。

【図２】図１のＣＣＤ固体撮像素子に用いられる色フィ
ルタの平面図である。

【図３】図１のＣＣＤ固体撮像素子における垂直ＣＣＤ
レジスタと水平ＣＣＤレジスタの一実施の形態を示す要
部の平面図である。

【図４】図３のＣＣＤ固体撮像素子で通常動作１を行う
ための各種転送電極に印加する駆動パルス波形及びタイ
ミングを示すタイミングチャートである。

【図５】図３のＣＣＤ固体撮像素子で通常動作２を行う
ための各転送電極に印加する駆動パルス波形及びタイミ
ングを示すタイミングチャートである。

【図６】Ａ〜Ｂ通常動作１を示す動作図である。

【図７】Ａ〜Ｃ動作２を示す動作図である。

【図８】図３のＣＣＤ固体撮像素子で水平加算動作１を
行うための各種転送電極に印加する駆動パルス波形及び
タイミングを示すタイミングチャートである。

【図９】図３のＣＣＤ固体撮像素子で水平加算動作２を
行うための各転送電極に印加する駆動パルス波形及びタ
イミングを示すタイミングチャートである。

【図１０】Ａ〜Ｂ水平加算動作１を示す動作図（その
１）である。

【図１１】Ｃ〜Ｄ水平加算動作１を示す動作図（その
２）である。

【図１２】Ｅ〜Ｇ水平加算動作１を示す動作図（その
３）である。

【図１３】Ａ〜Ｃ水平加算動作２を示す動作図（その
１）である。

【図１４】Ｄ〜Ｆ水平加算動作２を示す動作図（その
２）である。

【図１５】Ａ〜Ｃ垂直画素間引きの一例を示す動作図
である。

【図１６】本発明に係るＣＣＤ固体撮像素子の他の実施
の形態を示す要部の平面図である。

【図１７】図１６のＣＣＤ固体撮像素子の各転送電極に
印加する駆動パルス波形及びタイミングを示すタイミン
グチャートである。

【図１８】Ａ〜Ｂ図１６のＣＣＤ固体撮像素子におけ
る水平加算を示す動作図（その１）である。

【図１９】Ｃ〜Ｅ図１６のＣＣＤ固体撮像素子におけ
る水平加算を示す動作図（その２）である。

【図２０】Ｆ〜Ｈ図１６のＣＣＤ固体撮像素子におけ
る水平加算を示す動作図（その３）である。

【図２１】Ｉ〜Ｊ図１６のＣＣＤ固体撮像素子におけ
る水平加算を示す動作図（その４）である。

【図２２】本発明の撮像カメラの一実施の形態の概略構
成図（ブロック図）である。

【図２３】比較例に係るＣＣＤ固体撮像素子の概略構成
図である。

【図２４】図２３のＣＣＤ固体撮像素子における垂直Ｃ
ＣＤレジスタと水平ＣＣＤレジスタの要部の平面図であ
る。

【符号の説明】

３１‥‥ＣＣＤ固体撮像素子、３２‥‥フォトダイオー
ド（受光部）、３３‥‥読み出しゲート部、３４‥‥垂
直ＣＣＤレジスタ、３４Ａ‥‥延長部、３６‥‥水平Ｃ
ＣＤレジスタ、３７‥‥電荷検出アンプ、Ｇ₁〜Ｇ₄‥
‥転送電極、ｇ₁〜ｇ₄，ｇ₁′〜ｇ₄′‥‥転送電
極、４７，４８‥‥配線、φＶ₁〜φＶ₄，φＶ₁′〜
φＶ₄′‥‥４相の垂直駆動パルス、φＶ₁，〜φＶ₃
‥‥３相の垂直駆動パルス、φＨ₁，φＨ₂‥‥水平駆
動パルス、５６，５７，５８‥‥転送電極、５２Ａ，５
２Ｂ‥‥転送電極、５４‥‥転送ゲート部

フロントページの続きＦターム(参考） 4M118 AA10 AB01 BA12 BA13 CA02 DA18 DB01 DB06 DB07 DB08 FA06 FA26 FA38 FA43 GC08 GC14 GC15 5C024 AA01 BA01 CA11 CA16 DA05 FA01 FA11 GA15 GA16 GA17 GA48 JA21

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】受光蓄積部と垂直レジスタ、または受光
機能を有する垂直レジスタを備えてなる画素と、水平レ
ジスタを有する２次元配列の固体撮像装置の駆動方法で
あって、前記垂直レジスタ内での転送数が垂直レジスタ列に関し
て周期的に異なるように電荷転送を行い、同一行の互に離れた画素の信号電荷を順番に前記垂直レ
ジスタから前記水平レジスタへ転送し、先に前記水平レジスタへ転送した画素の信号電荷を水平
レジスタ内で転送した後、後から前記水平レジスタへ転
送した画素の信号電荷を加算することを特徴とする固体
撮像装置の駆動方法。
【請求項２】さらに、他の同一行の互に離れた画素の
信号電荷を順番に前記垂直レジスタから前記水平レジス
タへ転送し、先に前記水平レジスタへ転送した画素の信号電荷を水平
レジスタ内で転送した後、後から前記水平レジスタへ転
送した画素の信号電荷と加算し、前記水平レジスタから異なる行の加算電荷を周期的に順
次出力することを特徴とする請求項１に記載の固体撮像
装置の駆動方法。
【請求項３】前記垂直レジスタの転送数が異なる領域
部と、前記垂直レジスタの該領域部以外の領域に、共通
の駆動パルスを印加することを特徴とする請求項１に記
載の固体撮像装置の駆動方法。
【請求項４】前記垂直レジスタの転送数が異なる領域
部と、前記垂直レジスタの該領域部以外の領域に、夫々
独立の駆動パルス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の駆動方法。
【請求項５】固体撮像素子から１行の画素の信号を順
次出力する第１の動作と、同一行の画素の信号を水平方向に加算して合成信号を
得、前記固体撮像素子から異なる行の合成信号を周期的
に順次出力する第２の動作を行うことを特徴とする固体
撮像装置。
【請求項６】前記第２の動作は、隣接する２行の合成
信号を所定の周期で交互に出力する動作であることを特
徴とする請求項５に記載の固体撮像装置。
【請求項７】固体撮像素子から異なる行の信号を周期
的に順次出力する第１の動作と、同一行の画素の信号を水平方向に加算して合成信号を
得、前記固体撮像素子から異なる行の合成信号を周期的
に順次出力する第２の動作を行うことを特徴とする固体
撮像装置。
【請求項８】前記第１の動作は、隣接する２行の信号
を所定の周期で交互に出力する動作であり、前記第２の動作は、隣接する２行の夫々の合成信号を所
定の周期で交互に出力する動作であることを特徴とする
請求項７に記載の固体撮像装置。
【請求項９】受光蓄積部と垂直レジスタ、または受光
機能を有する垂直レジスタを備えてなる画素と、水平レ
ジスタを有する２次元配列の固体撮像素子であって、前記垂直レジスタのパケット数が垂直レジスタ列に関し
て周期的に異なる領域部を有して成ることを特徴とする
固体撮像素子。
【請求項１０】前記垂直レジスタの領域部のパケット
数が前記垂直レジスタの複数列毎に異なることを特徴と
する請求項９に記載の固体撮像素子。
【請求項１１】前記垂直レジスタ４列を１周期とし
て、前記垂直をレジスタの領域部のパケット数が２列毎
に異なることを特徴とする請求項９に記載の固体撮像素
子。
【請求項１２】前記垂直レジスタの転送電極が２層電
極構造で形成されて成ることを特徴とする請求項９に記
載の固体撮像素子。
【請求項１３】前記領域部のパケット数を異にした隣
接する垂直レジスタ間において、一方の垂直レジスタのｎ個のパケット（ｎは整数）に対
して他方の垂直レジスタのｎ＋１個のパケットが対向
し、一方の垂直レジスタの１パケットを構成する複数の転送
電極が、夫々対応する他方の垂直レジスタの２パケット
を構成する２倍の数の転送電極のうちの前段と後段に配
された同一駆動パルスが印加される転送電極に主接続さ
れ、前記他方の垂直レジスタの２パケットを構成する上記転
送電極のうちの残りの中段の複数の転送電極が、夫々対
応する同一の駆動パルスが印加される上記主接続された
転送電極に従接続されて成ることを特徴とする請求項１
２に記載の固体撮像素子。
【請求項１４】受光蓄積部と垂直レジスタ、または受
光機能を有する垂直レジスタを備えてなる画素と、水平
レジスタを有する２次元配列の固体撮像素子であって、前記垂直レジスタと前記水平レジスタとの間に転送ゲー
ト部を有し、前記転送ゲート部において、第１相及び第２相の転送電
極が、前記垂直レジスタの一定の列毎に互い違いに配置
され、前記垂直レジスタの転送電極及び前記転送ゲート部の転
送電極が２層電極構造で形成されて成ることを特徴とす
る固体撮像素子。
【請求項１５】受光蓄積部と垂直レジスタ、または受
光機能を有する垂直レジスタを備えてなる画素と、水平
レジスタを有し、前記垂直レジスタのパケット数が垂直
レジスタ列に関して周期的に異なる領域部が設けられた
２次元配列の固体撮像素子を備え、同一行の互に離れた画素の信号電荷を水平レジスタ内で
加算し、加算後の信号電荷を水平転送する動作モード
と、通常の動作モードとを切替え可能にして成ることを特徴
とする撮像カメラ。
【請求項１６】前記通常の動作モードは、異なる行の
信号電荷を周期的に順次に出力する動作モードであるこ
とを特徴とする請求項１５に記載の撮像カメラ。
【請求項１７】前記通常の動作モードは１行の信号電
荷を順次出力する動作モードであることを特徴とする請
求項１５に記載の撮像カメラ。