JP2010219437A

JP2010219437A - 固体撮像装置

Info

Publication number: JP2010219437A
Application number: JP2009066868A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Wada; 洋一和田; Takanori Watanabe; 高典渡邉
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2009-03-18
Filing date: 2009-03-18
Publication date: 2010-09-30

Abstract

【課題】フローティングディフュージョン部での同色電荷加算が可能な固体撮像装置を提供することを課題とする。
【解決手段】４行２列の光電変換部（１〜８）と、４行２列のフローティングディフュージョン部（２９〜３６）と、４行２列の光電変換部により変換された電荷を４行２列のフローティングディフュージョン部に転送する４行２列の転送トランジスタ（１１〜１８）と、転送トランジスタのゲートに接続された転送ゲート制御線（２０〜２３）と、第１行第１列、第１行第２列、第３行第１列及び第３行第２列のフローティングディフュージョン部に接続された第１のフローティングディフュージョンノード部（９）と、第２行第１列、第２行第２列、第４行第１列及び第４行第２列のフローティングディフュージョン部に接続された第２のフローティングディフュージョンノード部（１０）とを有することを特徴とする固体撮像装置が提供される。
【選択図】図１

Description

本発明は、固体撮像装置に関する。

近年の微細加工技術の進歩によって、ＣＭＯＳイメージセンサの画素ピッチは縮小されてきている。それに伴い、画素の光電変換部の面積及び開口率が縮小されてきている。画素ピッチの縮小や開口率の減少により、光電変換部に入射する光量が減少して信号量が減少し、信号対ノイズ比が悪化してしまうという欠点がある。

また、画素内のトランジスタやフローティングディフュージョンの共有化を行い、開口率を確保し、複数画素の信号を加算することで画素面積の縮小による光量の減少を抑制する方法が特許文献１に開示されている。特許文献１では、４つの画素で１つの画素アンプトランジスタ、１つのリセットトランジスタを共有している構成が開示されている。また、画素アンプトランジスタの入力ノードであるフローティングディフュージョン上にて電荷を加算し、信号対ノイズ比を大きし、高いＳ／Ｎを得ることを可能としている。

また、特許文献２では、２行２列にわたる４画素でトランジスタを共有することで開口率を向上させる構成が開示されている。特許文献２によれば、４つの画素で１つの画素アンプトランジスタ、１つのリセットトランジスタが共有されており、隣接する２つの行と２つの列の計４画素の加算を行うことが出来る。

特開２００５−１９８００１号公報特開２００５−１６７９５８号公報

しかしながら、特許文献１では、４行１列の光電変換部で１つのフローティングディフュージョン部を共有させ、水平方向の配列ピッチを同じにするために、以下の構成を有する。すなわち、特許文献１では、光電変換部の列と、フローティングディフュージョン部やリセットトランジスタ、画素アンプトランジスタを配置した領域の列が交互に配置される構成となる。従って、画素ピッチの微細化が進んだ場合に、トランジスタの占める面積の割合が大きくなり、開口面積を確保することが困難となる。

また、カラー固体撮像装置で最も一般的なベイヤー配列では、同色は１行おきに配列されているため、１行おきの画素信号を加算させたい。しかしながら、画素ピッチの縮小に有効な特許文献２の構成においては、１行おきの画素信号をフローティングディフュージョン上で加算することができない。

よって、本発明においては、画素ピッチを縮小した場合でも、高い開口率及び広い開口面積を確保しながら、フローティングディフュージョン部での同色電荷加算が可能な固体撮像装置を提供することを目的とする。

本発明の固体撮像装置は、ベイヤー配列のカラーフィルターに対応して４行２列のアレイ状に配置され、光を電荷に変換する光電変換部と、前記４行２列の光電変換部に対応して配置され、電荷を蓄積する４行２列のフローティングディフュージョン部と、前記４行２列の光電変換部に対応して配置され、前記４行２列の光電変換部により変換された電荷を前記４行２列のフローティングディフュージョン部に転送する４行２列の転送トランジスタと、前記転送トランジスタのゲートと接続された複数の転送ゲート制御線と、各行に含まれる前記複数のフローティングディフュージョン部が接続されたフローティングディフュージョンノード部とを有し、第１行のフローティングディフュージョン部を接続する第１のフローティングディフュージョンノード部と第３行のフローティングディフュージョン部を接続する第３のフローティングディフュージョンノード部とが接続され、第２行のフローティングディフュージョン部を接続する第２のフローティングディフュージョンノード部と第４行のフローティングディフュージョン部を接続する第４のフローティングディフュージョンノード部とが接続され、前記複数の転送ゲート制御線は、第１行と第２行の転送トランジスタのゲートと接続された複数の第１の転送ゲート制御線と、第３行と第４行の転送トランジスタのゲートと接続された複数の第２の転送ゲート制御線とを有することを特徴とする。

また、本発明の固体撮像装置は、ベイヤー配列のカラーフィルターに対応して４行２列のアレイ状に配置され、光を電荷に変換する光電変換部と、前記４行２列の光電変換部に対応して配置され、電荷を蓄積する４行２列のフローティングディフュージョン部と、前記４行２列の光電変換部に対応して配置され、前記４行２列の光電変換部により変換された電荷を前記４行２列のフローティングディフュージョン部に転送する４行２列の転送トランジスタと、第１行第１列の前記転送トランジスタのゲート及び第２行第２列の前記転送トランジスタのゲートに接続された第１の転送ゲート制御線と、第１行第２列の前記転送トランジスタのゲート及び第２行第１列の前記転送トランジスタのゲートに接続された第２の転送ゲート制御線と、第３行第１列の前記転送トランジスタのゲート及び第４行第２列の前記転送トランジスタのゲートに接続された第３の転送ゲート制御線と、第３行第２列の前記転送トランジスタのゲート及び第４行第１列の前記転送トランジスタのゲートに接続された第４の転送ゲート制御線と、第１行第１列、第１行第２列、第３行第１列及び第３行第２列の前記フローティングディフュージョン部に接続された第１のフローティングディフュージョンノード部と、第２行第１列、第２行第２列、第４行第１列及び第４行第２列の前記フローティングディフュージョン部に接続された第２のフローティングディフュージョンノード部とを有することを特徴とする。

また、本発明の固体撮像装置は、ベイヤー配列のカラーフィルターに対応して４行２列のアレイ状に配置され、光を電荷に変換する光電変換部と、前記４行２列の光電変換部に対応して配置され、電荷を蓄積する４行２列のフローティングディフュージョン部と、前記４行２列の光電変換部に対応して配置され、前記４行２列の光電変換部により変換された電荷を前記４行２列のフローティングディフュージョン部に転送する４行２列の転送トランジスタと、第１行第１列の前記転送トランジスタのゲート及び第２行第１列の前記転送トランジスタのゲートに接続された第１の転送ゲート制御線と、第１行第２列の前記転送トランジスタのゲート及び第２行第２列の前記転送トランジスタのゲートに接続された第２の転送ゲート制御線と、第３行第１列の前記転送トランジスタのゲート及び第４行第１列の前記転送トランジスタのゲートに接続された第３の転送ゲート制御線と、第３行第２列の前記転送トランジスタのゲート及び第４行第２列の前記転送トランジスタのゲートに接続された第４の転送ゲート制御線と、第１行第１列、第１行第２列、第３行第１列及び第３行第２列の前記フローティングディフュージョン部に接続された第１のフローティングディフュージョンノード部と、第２行第１列、第２行第２列、第４行第１列及び第４行第２列の前記フローティングディフュージョン部に接続された第２のフローティングディフュージョンノード部とを有することを特徴とする。

画素ピッチを縮小した場合でも、高い開口率及び広い開口面積を確保しながら、フローティングディフュージョン部での同色電荷加算を行うことができる。

本発明の第１の実施形態による固体撮像装置の構成例を示す回路図である。本発明の第１の実施形態による固体撮像装置の平面レイアウト図である。本発明の第２の実施形態による固体撮像装置の構成例を示す回路図である。本発明の第２の実施形態による固体撮像装置の平面レイアウト図である。図５（Ａ）は従来の技術による単位画素群の模式図であり、図５（Ｂ）は本発明の第１の実施形態による単位画素群の模式図である。光電変換装置を適用した撮像システムの構成図である。

（第１の実施形態）
図１及び図２を参照しながら、本発明の第１の実施形態を説明する。図１は、本発明の第１の実施形態による固体撮像装置の構成例を示す回路図である。固体撮像装置は、４行２列単位画素群を有する。入射光を電子エネルギーに変換する光電変換部は例えばフォトダイオード（ＰＤ）からなり、行方向にＰＤ部１，２，３，４が配置されている。さらに、各ＰＤ部１〜４と列方向に隣接してＰＤ部５，６，７，８が配置されている。本明細書において列方向を列番号が増加する方向、行方向を行番号が増加する方向とする。

１行目と２行目の間にはＰＤ部からの電荷を一時的に保持するフローティングディフュージョン（ＦＤ）部２９〜３６があり、更にフローティングディフュージョン（ＦＤ）ノード部９と１０が設けられている。ＦＤ部２９，３１，３３，３５はＦＤノード部９に接続され、ＦＤ部３０，３２，３４，３６はＦＤノード部１０に接続されている。ＦＤノード部９は１行目と３行目のＰＤ部１，３，５，７で光電変換された電荷を蓄積する。ＦＤノード部１０は２行目と４行目のＰＤ部２，４，６，８で光電変換された電荷を蓄積する。このように、各ＦＤノード部９，１０は４つのＰＤ部により共有されている。

ＰＤ部１，３，５，７とＦＤ部２９，３１，３３，３５との間にはＰＤ部１、３、５，７で光電変換された電荷を転送する転送トランジスタ１１，１３，１５，１７が接続されている。ＰＤ部２，４，６，８とＦＤ部３０，３２，３４，３６との間にはＰＤ部２，４，６，８で光電変換された電荷を転送する転送トランジスタ１２，１４，１６，１８が接続されている。

ＰＤ部１〜８、ＦＤ部２９〜３６、ＦＤノード部９，１０、転送トランジスタ１１〜１８を含むセルを単位画素群１９とする。

本実施形態では、１行目に含まれる転送トランジスタ１１と２行目に含まれる転送トランジスタ１６は、転送ゲート制御線２０に接続され、１行目に含まれる転送トランジスタ１５と２行目に含まれる転送トランジスタ１２は、転送ゲート制御線２１に接続される。

また、３行目に含まれる転送トランジスタ１３と４行目に含まれる転送トランジスタ１８は、転送ゲート制御線２２に接続され、３行目に含まれる転送トランジスタ１７と４行目に含まれる転送トランジスタ１４は、転送ゲート制御線２３に接続される。

ＦＤノード部９にはリセットトランジスタ２４が接続され、ＦＤノード部１０にはリセットトランジスタ２５が接続されている。リセットトランジスタ２４，２５は共通のリセット制御線２６に接続されている。

ＦＤノード部９とリセットトランジスタ２４は画素アンプトランジスタ２７に接続されている。また、ＦＤノード部１０とリセットトランジスタ２５は画素アンプトランジスタ２８に接続されている。

図２は、図１の固体撮像装置に対応する平面レイアウト図である。図２において、図１と同じ部品は同じ番号を付してある。すなわち、固体撮像装置は、光電変換部（ＰＤ部）１〜８、フローティングディフュージョンノード部（ＦＤノード部）９，１０、転送トランジスタ１１〜１８、光電変換セル（単位画素群）１９、転送ゲート制御線２０，２１，２２，２３を有する。さらに、固体撮像装置は、各転送トランジスタ１１〜１８と各転送ゲート制御線２０〜２３を接続する配線４９〜５６、リセットトランジスタ２４，２５と画素アンプトランジスタ２７，２８を含む画素トランジスタ領域４４、リセット制御線２６を有する。

ＦＤノード部９はＦＤ部２９，３１，３３，３５によって共有されており、ＦＤノード部１０はＦＤ部３０，３２，３４，３６によって共有されている。ＦＤノード部９，１０とＦＤ部２９〜３６は異なり、ＦＤ部２９〜３６はＰＤ部１〜８や画素トランジスタ領域４４と同様にアクティブ領域である。そのため、ＦＤ部２９〜３６及び画素トランジスタ領域４４の配置がＰＤ部１〜８の面積に影響する。また、ＦＤノード部９，１０は配線層を含み、ＰＤ部１〜８の上にも配置できる。ＦＤノード部９，１０はＰＤ部１〜４の列とＰＤ部５〜８の列の間に配置される。リセットトランジスタはＦＤノード部９，１０の重なる部分に配置され、共通のリセット制御線２６によって制御される。

転送ゲート制御線２０は接続線４９，５４とコンタクト（図中の黒四角で記述）、及びスルーホールを介して、ＰＤ部１に蓄積された電荷を転送する転送トランジスタ１１とＰＤ部６に蓄積された電荷を転送する転送トランジスタ１６を制御する。転送ゲート制御線２１は接続線５０、５３とコンタクト、及びスルーホールを介して、ＰＤ部２に蓄積された電荷を転送する転送トランジスタ１２とＰＤ部５に蓄積された電荷を転送する転送トランジスタ１５を制御する。転送ゲート制御線２０，２１はＰＤ部１，５の含まれる行とＰＤ部２，６の含まれる行の間に配置される。

転送ゲート制御線２２はＰＤ部３に蓄積された電荷を転送する転送トランジスタ１３とＰＤ部８に蓄積された電荷を転送する転送トランジスタ１８を制御する。転送ゲート制御線２３はＰＤ部４に蓄積された電荷を転送する転送トランジスタ１４とＰＤ部７に蓄積された電荷を転送する転送トランジスタ１７を制御する。転送ゲート制御線２２，２３はＰＤ部３，７の含まれる行とＰＤ部４，８の含まれる行の間に配置される。

以上のような配置にすることで、ＰＤ部の電荷を読み出す際に、転送ゲート制御線２０と転送ゲート制御線２２、もしくは転送ゲート制御線２１と転送ゲート制御線２３にそれぞれ同時に転送パルスを送ることができる。これにより、ＦＤノード部９，１０上で同色信号加算を行うことができる。そのため、光電変換感度を向上させることができる。

また、ＰＤ部１〜４とＰＤ部５〜８の間にリセットトランジスタ２４，２５と転送トランジスタ１１〜１８、画素アンプトランジスタ２７，２８を配置する。図５（Ｂ）において、光電変換部領域４１は、第１列の光電変換部１〜４を有する。光電変換部領域４２は、第２列の光電変換部５〜８を有する。光電変換部領域４１及び４２の２列に対し、フローティングディフュージョン部２９〜３６、リセットトランジスタ２４，２５、画素アンプトランジスタ２７，２８を配置した素子領域４３が１列ですむ。そのため、ＰＤ部の面積を増大することができ、飽和電子数を増大させることができる。また、感度を向上させることができ、Ｓ／Ｎ比を増大させることができる。

リセットトランジスタ２４，２５は同じパルスでリセットすることができるので、光電変換セルを横切る配線数を１本にすることができるため、ＰＤ部の開口率を確保することができる。

簡略化した平面レイアウトである図５（Ａ）及び図５（Ｂ）を用いて、本実施形態の効果を説明する。光電変換部として利用できる領域を３７，３８で示し、フローティングディフュージョン部、リセットトランジスタ、画素アンプトランジスタ等の素子領域を３９，４０で示す。図５（Ａ）は、特許文献１を組み合わせて構成された平面レイアウト図、図５（Ｂ）は本実施形態による簡略化されたレイアウト図である。図５（Ａ）で、光電変換部３７，３８の２列に対して、転送トランジスタ、フローティングディフュージョン、リセットトランジスタ等の素子領域３９，４０は２列必要になる。一方、図５（Ｂ）では、光電変換部領域４１，４２の２列に対して素子領域４３は１列となる。

以上のように、本実施形態の固体撮像装置は、ベイヤー配列のカラーフィルターに対応して４行２列のアレイ状に配置され、光を電荷に変換する光電変換部１〜８を有する。４行２列のフローティングディフュージョン部２９〜３６は、４行２列の光電変換部１〜８に対応して配置され、電荷を蓄積する。４行２列の転送トランジスタ１１〜１８は、４行２列の光電変換部１〜８に対応して配置され、４行２列の光電変換部１〜８により変換された電荷を４行２列のフローティングディフュージョン部２９〜３６に転送する。第１の転送ゲート制御線２０は、第１行第１列の前記転送トランジスタ１１のゲート及び第２行第２列の前記転送トランジスタ１６のゲートに接続される。第２の転送ゲート制御線２１は、第１行第２列の前記転送トランジスタ１５のゲート及び第２行第１列の前記転送トランジスタ１２のゲートに接続される。第３の転送ゲート制御線２２は、第３行第１列の前記転送トランジスタ１３のゲート及び第４行第２列の前記転送トランジスタ１８のゲートに接続される。第４の転送ゲート制御線２３は、第３行第２列の前記転送トランジスタ１７のゲート及び第４行第１列の前記転送トランジスタ１４のゲートに接続される。第１のフローティングディフュージョンノード部９は、第１行第１列、第１行第２列、第３行第１列及び第３行第２列の前記フローティングディフュージョン部２９，３３，３１，３５に接続される。第２のフローティングディフュージョンノード部１０は、第２行第１列、第２行第２列、第４行第１列及び第４行第２列の前記フローティングディフュージョン部３１，３４，３２，３６に接続される。

第１のリセットトランジスタ２４は、第１のフローティングディフュージョンノード部９に接続され、第１のフローティングディフュージョンノード部９の電荷をリセットする。第２のリセットトランジスタ２５は、第２のフローティングディフュージョンノード部１０に接続され、第２のフローティングディフュージョンノード部１０の電荷をリセットする。第１の画素アンプトランジスタ２７は、第１のフローティングディフュージョンノード部９に接続され、第１のフローティングディフュージョンノード部９の電圧を増幅する。第２の画素アンプトランジスタ２８は、第２のフローティングディフュージョンノード部１０に接続され、第２のフローティングディフュージョンノード部１０の電圧を増幅する。

図５（Ｂ）の素子領域４３は、図１の４行２列のフローティングディフュージョン部２９〜３６、第１のリセットトランジスタ２４、第２のリセットトランジスタ２５、第１の画素アンプトランジスタ２７及び第２の画素アンプトランジスタ２８を有する。素子領域４３は、第１列の４個の光電変換部１〜４の光電変換部領域４１及び第２列の４個の光電変換部５〜８の光電変換部領域４２の間に配置されている。

図１において、リセット制御線２６は、第１のリセットトランジスタ２４のゲート及び第２のリセットトランジスタ２５のゲートに共通に接続される。

（第２の実施形態）
図３は、本発明の第２の実施形態による固体撮像装置の構成例を示す回路図である。図４に本発明の第２の実施形態による固体撮像装置のレイアウト図を示す。本発明の第１の実施形態との違いを以下に説明する。

本実施形態では、１行目に含まれる転送トランジスタ１１と２行目に含まれる転送トランジスタ１２は転送ゲート制御線２０に接続され、１行目に含まれる転送トランジスタ１５と２行目に含まれる転送トランジスタ１６は転送ゲート制御線２１に接続される。転送トランジスタ１１と転送トランジスタ１２のゲートは転送トランジスタのゲートを繋ぐ配線４５によって接続され、転送トランジスタ１５と転送トランジスタ１６のゲートは転送トランジスタのゲートを繋ぐ配線４７によって接続される。

また、３行目に含まれる転送トランジスタ１３と４行目に含まれる転送トランジスタ１４は転送ゲート制御線２２に接続され、３行目に含まれる転送トランジスタ１７と４行目に含まれる転送トランジスタ１８は転送ゲート制御線２３に接続される。転送トランジスタ１３と転送トランジスタ１４のゲートは転送トランジスタのゲートを繋ぐ配線４６によって接続され、転送トランジスタ１７と転送トランジスタ１８のゲートは転送トランジスタのゲートを繋ぐ配線４８によって接続される。

上記のような配置にすることで、転送トランジスタのゲートを繋ぐ配線を隣接する列まで引き伸ばす必要がなくなる。そのため、転送トランジスタ近傍の配線を短くすることができ、開口を広げることができる。このことにより、感度を上げ、Ｓ／Ｎ比を向上させることができる。

以上述べた技術を用いることにより、画素ピッチを縮小したカラー固体撮像装置でも、高い開口率及び広い開口面積を確保しながら、フローティングディフュージョン部での同色電荷加算を行うことができる。

以上のように、本実施形態の固体撮像装置は、ベイヤー配列のカラーフィルターに対応して４行２列のアレイ状に配置され、光を電荷に変換する光電変換部１〜８を有する。４行２列のフローティングディフュージョン部２９〜３６は、４行２列の光電変換部１〜８に対応して配置され、電荷を蓄積する。４行２列の転送トランジスタ１１〜１８は、４行２列の光電変換部１〜８に対応して配置され、４行２列の光電変換部１〜８により変換された電荷を４行２列のフローティングディフュージョン部２９〜３６に転送する。第１の転送ゲート制御線２０は、第１行第１列の前記転送トランジスタ１１のゲート及び第２行第１列の前記転送トランジスタ１２のゲートに接続される。第２の転送ゲート制御線２１は、第１行第２列の前記転送トランジスタ１５のゲート及び第２行第２列の前記転送トランジスタ１６のゲートに接続される。第３の転送ゲート制御線２２は、第３行第１列の前記転送トランジスタ１３のゲート及び第４行第１列の前記転送トランジスタ１４のゲートに接続される。第４の転送ゲート制御線２３は、第３行第２列の前記転送トランジスタ１７のゲート及び第４行第２列の前記転送トランジスタ１８のゲートに接続される。第１のフローティングディフュージョンノード部９は、第１行第１列、第１行第２列、第３行第１列及び第３行第２列の前記フローティングディフュージョン部２９，３３，３１，３５に接続される。第２のフローティングディフュージョンノード部１０は、第２行第１列、第２行第２列、第４行第１列及び第４行第２列の前記フローティングディフュージョン部３１，３４，３２，３６に接続される。

また、第１行のフローティングディフュージョン部２９，３３を接続する第１のフローティングディフュージョンノード部９と第３行のフローティングディフュージョン部３１，３５を接続する第３のフローティングディフュージョンノード部９とが接続される。また、第２行のフローティングディフュージョン部３０，３４を接続する第２のフローティングディフュージョンノード部１０と第４行のフローティングディフュージョン部３２，３６を接続する第４のフローティングディフュージョンノード部１０とが接続される。複数の第１の転送ゲート制御線と２０，２１は、第１行と第２行の転送トランジスタ１１，１２，１５，１６のゲートと接続される。複数の第２の転送ゲート制御線２２，２３は、第３行と第４行の転送トランジスタ１３，１４，１７，１８のゲートと接続される。

図５（Ｂ）の素子領域４３は、図３の４行２列のフローティングディフュージョン部２９〜３６、第１のリセットトランジスタ２４、第２のリセットトランジスタ２５、第１の画素アンプトランジスタ２７及び第２の画素アンプトランジスタ２８を有する。素子領域４３は、第１列の４個の光電変換部１〜４の光電変換部領域４１及び第２列の４個の光電変換部５〜８の光電変換部領域４２の間に配置されている。

図３において、リセット制御線２６は、第１のリセットトランジスタ２４のゲート及び第２のリセットトランジスタ２５のゲートに共通に接続される。

以上のように、第１及び第２の実施形態によれば、画素ピッチを縮小した場合でも、高い開口率及び広い開口面積を確保しながら、フローティングディフュージョン部での同色電荷加算を行うことができる。

次に、本発明の光電変換装置を適用した撮像システムの一例を図６に示す。撮像システム９０は、図６に示すように、主として、光学系、撮像装置１０８６及び信号処理部を備える。光学系は、主として、シャッター１０９１、レンズ１０９２及び絞り１０９３を備える。撮像装置１０８６は、光電変換装置１００を含む。信号処理部は、撮像信号処理回路１０９５、Ａ／Ｄ変換器１０９６、画像信号処理部１０９７、メモリ部１０８７、外部Ｉ／Ｆ部１０８９、タイミング発生部１０９８、全体制御・演算部１０９９、記録媒体１０８８及び記録媒体制御Ｉ／Ｆ部１０９４を備える。なお、信号処理部は、記録媒体１０８８を備えなくても良い。

シャッター１０９１は、光路上においてレンズ１０９２の手前に設けられ、露出を制御する。レンズ１０９２は、入射した光を屈折させて、撮像装置１０８６の光電変換装置１００の撮像面に被写体の像を形成する。絞り１０９３は、光路上においてレンズ１０９２と光電変換装置１００との間に設けられ、レンズ１０９２を通過後に光電変換装置１００へ導かれる光の量を調節する。撮像装置１０８６の光電変換装置１００は、光電変換装置１００の撮像面に形成された被写体の像を画像信号に変換する。撮像装置１０８６は、その画像信号を光電変換装置１００から読み出して出力する。

撮像信号処理回路１０９５は、撮像装置１０８６に接続されており、撮像装置１０８６から出力された画像信号を処理する。Ａ／Ｄ変換器１０９６は、撮像信号処理回路１０９５に接続されており、撮像信号処理回路１０９５から出力された処理後の画像信号（アナログ信号）を画像信号（デジタル信号）へ変換する。画像信号処理部１０９７は、Ａ／Ｄ変換器１０９６に接続されており、Ａ／Ｄ変換器１０９６から出力された画像信号（デジタル信号）に各種の補正等の演算処理を行い、画像データを生成する。この画像データは、メモリ部１０８７、外部Ｉ／Ｆ部１０８９、全体制御・演算部１０９９及び記録媒体制御Ｉ／Ｆ部１０９４などへ供給される。メモリ部１０８７は、画像信号処理部１０９７に接続されており、画像信号処理部１０９７から出力された画像データを記憶する。外部Ｉ／Ｆ部１０８９は、画像信号処理部１０９７に接続されている。これにより、画像信号処理部１０９７から出力された画像データを、外部Ｉ／Ｆ部１０８９を介して外部の機器（パソコン等）へ転送する。

タイミング発生部１０９８は、撮像装置１０８６、撮像信号処理回路１０９５、Ａ／Ｄ変換器１０９６及び画像信号処理部１０９７に接続されている。これにより、撮像装置１０８６、撮像信号処理回路１０９５、Ａ／Ｄ変換器１０９６及び画像信号処理部１０９７へタイミング信号を供給する。そして、撮像装置１０８６、撮像信号処理回路１０９５、Ａ／Ｄ変換器１０９６及び画像信号処理部１０９７がタイミング信号に同期して動作する。全体制御・演算部１０９９は、タイミング発生部１０９８、画像信号処理部１０９７及び記録媒体制御Ｉ／Ｆ部１０９４に接続されており、タイミング発生部１０９８、画像信号処理部１０９７及び記録媒体制御Ｉ／Ｆ部１０９４を全体的に制御する。記録媒体１０８８は、記録媒体制御Ｉ／Ｆ部１０９４に取り外し可能に接続されている。これにより、画像信号処理部１０９７から出力された画像データを、記録媒体制御Ｉ／Ｆ部１０９４を介して記録媒体１０８８へ記録する。

以上の構成により、光電変換装置１００において良好な画像信号が得られれば、良好な画像（画像データ）を得ることができる。

なお、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

１〜８光電変換部（ＰＤ部）
９，１０フローティングディフュージョンノード部（ＦＤノード部）
１１〜１８転送トランジスタ
１９単位画素群
２０〜２３転送ゲート制御線
２４，２５リセットトランジスタ
２６リセット制御線
２７，２８画素アンプトランジスタ
２９〜３６フローティングディフュージョン部（ＦＤ部）
３７，３８光電変換部
３９，４０素子領域
４１，４２光電変換部領域
４３素子領域
４４素子領域（画素トランジスタ領域）
４５〜４８転送トランジスタのゲートを繋ぐ配線
４９〜５６転送線と転送トランジスタのゲートを繋ぐ配線

Claims

ベイヤー配列のカラーフィルターに対応して４行２列のアレイ状に配置され、光を電荷に変換する光電変換部と、
前記４行２列の光電変換部に対応して配置され、電荷を蓄積する４行２列のフローティングディフュージョン部と、
前記４行２列の光電変換部に対応して配置され、前記４行２列の光電変換部により変換された電荷を前記４行２列のフローティングディフュージョン部に転送する４行２列の転送トランジスタと、
前記転送トランジスタのゲートと接続された複数の転送ゲート制御線と、
各行に含まれる前記複数のフローティングディフュージョン部が接続されたフローティングディフュージョンノード部とを有し、
第１行のフローティングディフュージョン部を接続する第１のフローティングディフュージョンノード部と第３行のフローティングディフュージョン部を接続する第３のフローティングディフュージョンノード部とが接続され、
第２行のフローティングディフュージョン部を接続する第２のフローティングディフュージョンノード部と第４行のフローティングディフュージョン部を接続する第４のフローティングディフュージョンノード部とが接続され、
前記複数の転送ゲート制御線は、第１行と第２行の転送トランジスタのゲートと接続された複数の第１の転送ゲート制御線と、第３行と第４行の転送トランジスタのゲートと接続された複数の第２の転送ゲート制御線とを有することを特徴とする固体撮像装置。
ベイヤー配列のカラーフィルターに対応して４行２列のアレイ状に配置され、光を電荷に変換する光電変換部と、
前記４行２列の光電変換部に対応して配置され、電荷を蓄積する４行２列のフローティングディフュージョン部と、
前記４行２列の光電変換部に対応して配置され、前記４行２列の光電変換部により変換された電荷を前記４行２列のフローティングディフュージョン部に転送する４行２列の転送トランジスタと、
第１行第１列の前記転送トランジスタのゲート及び第２行第２列の前記転送トランジスタのゲートに接続された第１の転送ゲート制御線と、
第１行第２列の前記転送トランジスタのゲート及び第２行第１列の前記転送トランジスタのゲートに接続された第２の転送ゲート制御線と、
第３行第１列の前記転送トランジスタのゲート及び第４行第２列の前記転送トランジスタのゲートに接続された第３の転送ゲート制御線と、
第３行第２列の前記転送トランジスタのゲート及び第４行第１列の前記転送トランジスタのゲートに接続された第４の転送ゲート制御線と、
第１行第１列、第１行第２列、第３行第１列及び第３行第２列の前記フローティングディフュージョン部に接続された第１のフローティングディフュージョンノード部と、
第２行第１列、第２行第２列、第４行第１列及び第４行第２列の前記フローティングディフュージョン部に接続された第２のフローティングディフュージョンノード部と
を有することを特徴とする固体撮像装置。
さらに、前記第１のフローティングディフュージョンノード部に接続され、前記第１のフローティングディフュージョンノード部の電荷をリセットする第１のリセットトランジスタと、
前記第２のフローティングディフュージョンノード部に接続され、前記第２のフローティングディフュージョンノード部の電荷をリセットする第２のリセットトランジスタと、
前記第１のフローティングディフュージョンノード部に接続され、前記第１のフローティングディフュージョンノード部の電圧を増幅する第１の画素アンプトランジスタと、
前記第２のフローティングディフュージョンノード部に接続され、前記第２のフローティングディフュージョンノード部の電圧を増幅する第２の画素アンプトランジスタとを有することを特徴とする請求項２記載の固体撮像装置。
前記４行２列のフローティングディフュージョン部、前記第１のリセットトランジスタ、前記第２のリセットトランジスタ、前記第１の画素アンプトランジスタ及び前記第２の画素アンプトランジスタは、第１列の４個の前記光電変換部及び第２列の４個の前記光電変換部の間に配置されていることを特徴とする請求項３記載の固体撮像装置。
さらに、前記第１のリセットトランジスタのゲート及び前記第２のリセットトランジスタのゲートに共通に接続されたリセット制御線を有することを特徴とする請求項３又は４記載の固体撮像装置。
ベイヤー配列のカラーフィルターに対応して４行２列のアレイ状に配置され、光を電荷に変換する光電変換部と、
前記４行２列の光電変換部に対応して配置され、電荷を蓄積する４行２列のフローティングディフュージョン部と、
前記４行２列の光電変換部に対応して配置され、前記４行２列の光電変換部により変換された電荷を前記４行２列のフローティングディフュージョン部に転送する４行２列の転送トランジスタと、
第１行第１列の前記転送トランジスタのゲート及び第２行第１列の前記転送トランジスタのゲートに接続された第１の転送ゲート制御線と、
第１行第２列の前記転送トランジスタのゲート及び第２行第２列の前記転送トランジスタのゲートに接続された第２の転送ゲート制御線と、
第３行第１列の前記転送トランジスタのゲート及び第４行第１列の前記転送トランジスタのゲートに接続された第３の転送ゲート制御線と、
第３行第２列の前記転送トランジスタのゲート及び第４行第２列の前記転送トランジスタのゲートに接続された第４の転送ゲート制御線と、
第１行第１列、第１行第２列、第３行第１列及び第３行第２列の前記フローティングディフュージョン部に接続された第１のフローティングディフュージョンノード部と、
第２行第１列、第２行第２列、第４行第１列及び第４行第２列の前記フローティングディフュージョン部に接続された第２のフローティングディフュージョンノード部と
を有することを特徴とする固体撮像装置。
さらに、前記第１のフローティングディフュージョンノード部に接続され、前記第１のフローティングディフュージョンノード部の電荷をリセットする第１のリセットトランジスタと、
前記第２のフローティングディフュージョンノード部に接続され、前記第２のフローティングディフュージョンノード部の電荷をリセットする第２のリセットトランジスタと、
前記第１のフローティングディフュージョンノード部に接続され、前記第１のフローティングディフュージョンノード部の電圧を増幅する第１の画素アンプトランジスタと、
前記第２のフローティングディフュージョンノード部に接続され、前記第２のフローティングディフュージョンノード部の電圧を増幅する第２の画素アンプトランジスタとを有することを特徴とする請求項６記載の固体撮像装置。
前記４行２列のフローティングディフュージョン部、前記第１のリセットトランジスタ、前記第２のリセットトランジスタ、前記第１の画素アンプトランジスタ及び前記第２の画素アンプトランジスタは、第１列の４個の前記光電変換部及び第２列の４個の前記光電変換部の間に配置されていることを特徴とする請求項７記載の固体撮像装置。
さらに、前記第１のリセットトランジスタのゲート及び前記第２のリセットトランジスタのゲートに共通に接続されたリセット制御線を有することを特徴とする請求項７又は８記載の固体撮像装置。