JP3031606B2 - 固体撮像装置と画像撮像装置 - Google Patents
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Description
像撮像装置に関し、特にCMOSプロセスコンパチブル
XYアドレス型増幅型固体撮像装置に関するものであ
る。
を可能とする金属と酸化物と半導体からなるMOS構造
を有し、光キャリアの移動方式でFET型とCCD型と
分けられる。この固体撮像素子は太陽電池、イメージカ
メラ、複写機、ファクシミリなど種々な方面に使用さ
れ、技術的にも変換効率や集積密度の改良改善が図られ
ている。このような増幅型固体撮像装置の1つに、CM
OSプロセスコンパチブルのセンサ(以後CMOSセン
サと略す)がある。このタイプのセンサはIEEETR
ANSACTIONS ON ELECTRON DE
VICE,VOL41,PP452〜453,1994
などの文献で発表されている。図11にCMOSセンサ
の回路構成図(B)及び断面図(A)を示す。また、図
11(C)は光電変換部の光子hνの蓄積中の電荷の状
態図を、図11(D)は光子hνの蓄積後の電荷の状態
図を示す。
換部、2はMOSトランジスタによるフォトゲート、3
は転送スイッチMOSトランジスタ、4はリセット用M
OSトランジスタ、5はソースフォロワアンプMOSト
ランジスタ、6は水平選択スイッチMOSトランジス
タ、7はソースフォロワ負荷MOSトランジスタ、8は
暗出力転送MOSトランジスタ、9は明出力転送MOS
トランジスタ、10は暗出力蓄積容量、11は明出力蓄
積容量で有る。
化膜、19は一層目ポリSi、20は二層目ポリSi、
21はn+ フローティングディフュージョン領域(F
D)である。本センサの特徴の1つはフルCMOSトラ
ンジスタ・プロセスコンパチブルであり、画素部のMO
Sトランジスタと周辺回路のMOSトランジスタを同一
工程で形成できるため、マスク枚数、プロセス工程がC
CDと比較して大幅に削減できるということが挙げられ
る。
トゲート2の下に空乏層を拡げるため制御パルスφPGに
正の電圧を印加する。FD部21は蓄積中、ブルーミン
グ防止のため制御パルスφRをハイにして電源VDDに固
定しておく。光子hνが照射されフォトゲート2下でキ
ャリアが発生すると、フォトゲート2下の空乏層中に電
子が蓄積されていき、正孔はP型ウェル17を通して排
出される。
1の間には転送MOSトランジスタ3によるエネルギー
障壁が形成されているため、光電荷蓄積中は電子はフォ
トゲート2下に存在する(図11(C))。読み出し状
態になると転送MOSトランジスタ3下の障壁をなく
し、フォトゲート2下の電子をFD部21へ完全に転送
させる様に制御パルスφPG,制御パルスφTXを設定する
(図11(D))。完全転送であるため、残像やノイズ
は光電変換部1においては発生しない。FD部21に電
子が転送されると電子の数に応じてFD部21の電位が
変化する。その電位変化をソースフォロワ動作でソース
フォロワアンプMOSトランジスタ5のソースを介して
外部の水平選択スイッチMOSトランジスタ6へ出力す
ることにより、線形性の良い光電変換特性を得ることが
できる。FD部21において、リセットによるkTCノ
イズが発生するが、これは光キャリア転送前の暗出力を
サンプリングして蓄積しておき、明出力との差を取れば
除去できる。従ってこのCMOSセンサは低ノイズで高
S/N信号が特徴となる。又、完全非破壊読み出しであ
るため多機能化が実現できる。更にXYアドレス方式に
よる高歩留り、低消費電力というメリットもある。
来例では、各画素にフォトゲートが1つ、MOSトラン
ジスタが4つ、水平駆動線が4本あるため、CCDタイ
プのセンサと比較して画素の縮少化が難しく、又、開口
率も小さくなってしまうといった欠点があった。
加算も周辺回路で行うため、動作速度が遅速になってし
まうといった欠点もあった。
の縮少化を実現することであり、第2の目的は画素信号
加算を画素部で行うことを実現し、さらに加算、非加算
を任意に行える多機能センサを実現することである。
成するためになされたもので、従来各画素毎に設けてい
たFD領域とソースフォロワアンプを数画素に1個形成
し、そのFD領域に複数の光電変換領域をMOSトラン
ジスタスイッチを介して接続させたことを特徴とする。
つまり、本発明による固体撮像装置は、水平方向及び垂
直方向に配列された光電変換素子と、1つのフローティ
ングディフュージョン部毎に複数の前記光電変換素子を
それぞれ転送スイッチを介して共通接続した、複数の前
記フローティングディフュージョン部と、前記転送スイ
ッチを介して前記光電変換素子からの信号が前記フロー
ティングディフュージョン部に転送されることによって
生じる前記フローティングディフュージョン部のレベル
変化が読み出される垂直出力線と、前記光電変換素子か
らの信号を前記垂直出力線へ読み出すためのタイミング
を制御するためのパルスを供給するための垂直走査回路
と、を有し、前記垂直走査回路は、前記パルスのタイミ
ングを制御することにより、前記フローティングディフ
ュージョン部において、前記複数の前記光電変換素子中
の少なくとも2つの前記光電変換素子からの信号の加算
を行うことを特徴とする。
ランジスタアンプ、水平線選択用MOSトランジスタ、
リセット用MOSトランジスタを数画素周期に1組設け
ればよいので、従来より各画素に占める素子数、配線数
を減らせるので微細化が可能となる。
タイミングで、2画素の信号電荷の加算、非加算が簡単
に行えるので、色差線順次駆動、全画素独立出力駆動等
の様々な駆動方式に対応できる。
子がMOSトランジスタゲートとゲート下の空乏層から
なることを特徴とする。また、上記光電変換素子のMO
Sトランジスタゲートを周辺回路のMOSトランジスタ
と同一工程で作製したことを特徴とする。また、上記光
電変換素子がPn接合フォトダイオードであることを特
徴とする。さらに、複数の上記光電変換素子の電荷を同
時又は別に前記フローティングディフュージョン部へ転
送できることを特徴とする。また上記固体撮像装置を複
数個並べて画像信号出力を得る画像撮像装置を特徴とす
る。かかる構成により、多彩な画像信号を得ることがで
きる。また、本発明は、行方向及び列方向に配列された
複数の光亀変換索子で発生した電荷を転送スイッチを介
してフローティングディフュージョン部へ転送させ、そ
のフローティングディフュージョン部の電位変化を選択
スイッチによって選択的にソースフォロワアンプで外部
へ出力する固体撮像装置において、1つの前記フローテ
ィングディフュージョン部に数個の前記光電変換素子を
転送スイッチを介して接続し、前記ソースフォロワアン
プと前記選択スイッチを数画素に1組形成し、前記行方
向の複数の前記選択スイッチは共通の信号線によって制
御されることを特徴とする。かかる構成により、各画素
に占める素子数や配線数を削減でき、パッケージの小型
化を実現できる。また、本発明は、光電変換素子で発生
した電荷を転送スイッチを介してフローティングディフ
ュージョン部へ転送させ、そのフローティングディフュ
ージョン部の電位変化をソースフォロワアンプで垂直出
力線へ出力する固体撮像装置において、1つの前記フロ
ーティングディフュージョン部に数個の前記光電変換素
子を転送スイッチを介して接続し、前記ソースフォロワ
アンプを数画素に1組形成され、暗出力信号を蓄積する
蓄積手段と明出力信号を蓄積する蓄積手段を前記垂直出
力線に設け、前記蓄積手段からのそれぞれの信号を差分
する差分手段を水平出力線に設けたことを特徴とする。
かかる構成により、暗出力信号と明出力信号とを相殺し
て、センサの小型化と高S/Nの画像信号を得ることが
できる。
実施例とともに図面を参照しつつ詳細に説明する。
実施例の概略的回路構成図を示す。同図において、2列
×4行画素の2次元エリアセンサを示したものである
が、実際は、本センサを拡大して、1920列×108
0行等と画素数を多くして、解像度を高めている。
ートとゲート下の空乏層からなる光電変換素子の光電変
換部、2はフォトゲート、3は転送スイッチMOSトラ
ンジスタ、4はリセット用MOSトランジスタ、5はソ
ースフォロワアンプMOSトランジスタ、6は水平選択
スイッチMOSトランジスタ、7はソースフォロワの負
荷MOSトランジスタ、8は暗出力転送MOSトランジ
スタ、9は明出力転送MOSトランジスタ、10は暗出
力蓄積容量CTN、11は明出力蓄積容量CTS、12は水
平転送MOSトランジスタ、13は水平出力線リセット
MOSトランジスタ、14は差動出力アンプ、15は水
平走査回路、16は垂直走査回路である。
て、17はP型ウェル、18はゲート酸化膜、19は一
層目ポリSi、20は二層目ポリSi、21はn+ フロ
ーティングディフュージョン部(FD)である。21の
FDは別の転送MOSトランジスタを介して別の光電変
換部と接続される。同図において、2つの転送MOSト
ランジスタ3のドレインとFD部21を共通化して微細
化とFD部21の容量低減による感度向上を図っている
が、Al配線でFD部21を接続しても良い。
動作を説明する。このタイミングチャートは全画素独立
出力の場合である。
力によって、制御パルスφLをハイとして垂直出力線を
リセットする。また制御パルスφR0,φPG00,φPGe
0をハイとし、リセット用MOSトランジスタ4をオン
とし、フォトゲート2の一層目ポリSi19をハイとし
ておく。時刻T0において、制御パルスφS0をハイと
し、選択スイッチMOSトランジスタ6をオンさせ、第
1,第2ラインの画素部を選択する。次に制御パルスφ
R0をロウとし、FD部21のリセットを止め、FD部
21をフローティング状態とし、ソースフォロワアンプ
MOSトランジスタ5のゲート・ソース間をスルーとし
た後、時刻T1において制御パルスφTNをハイとし、F
D部21の暗電圧をソースフォロワ動作で蓄積容量CTN
10に出力させる。
行うため、第1ラインの制御パルスφTX00をハイとし
て転送スイッチMOSトランジスタ3を導通した後、時
刻T 2 において制御パルスφPG00をローとして下げ
る。この時フォトゲート2の下に拡がっていたポテンシ
ャル井戸を上げて、光発生キャリアをFD部21に完全
転送させるような電圧関係が好ましい。従って完全転送
が可能であれば制御パルスφTXはパルスではなくある
固定電位でもかまわない。
1からの電荷がFD部21に転送されることにより、F
D部21の電位が光に応じて変化することになる。この
時ソースフォロワアンプMOSトランジスタ5がフロー
ティング状態であるので、FD部21の電位を時刻T3
において制御パルスφTs をハイとして蓄積容量CTS1
1に出力する。この時点で第1ラインの画素の暗出力と
光出力はそれぞれ蓄積容量CTN10とCTS11に蓄積さ
れおり、時刻T4 の制御パルスφHCを一時ハイとして
水平出力線リセットMOSトランジスタ13を導通して
水平出力線をリセットし、水平転送期間において水平走
査回路15の走査タイミング信号により水平出力線に画
素の暗出力と光出力を出力される。この時、蓄積容量C
TN10とCTS11の差動増幅器14によって、差動出力
VOUTを取れば、画素のランダムノイズ、固定パターン
ノイズを除去したS/Nの良い信号が得られる。また画
素30ー12、30ー22の光電荷は画素30ー11、
30ー21と同時に夫々の蓄積容量CTN10とCTS11
に蓄積されるが、その読み出しは水平走査回路15から
のタイミングパルスを1画素分遅らして水平出力線に読
み出して差動増幅器14から出力される。
で行う構成を示しているが、チップ内に含めず、外部で
従来のCDS(Correlated Double Sampling:相関二重
サンプリング)回路を用いても同様の効果が得られる。
制御パルスφR0をハイとしてリセット用MOSトラン
ジスタ4を導通しFD部21を電源VDDにリセットす
る。第1ラインの水平転送が終了した後、第2ラインの
読み出しを行う。第2ラインの読み出しは、制御パルス
φTXe0,制御パルスφPGe0を同様に駆動させ、制御
パルスφTN、φTSに夫々ハイパルスを供給して、蓄積
容量CTN10とCTS11に夫々光電荷を蓄積し、暗出力
及び明出力を取り出す。以上の駆動により、第1,第2
ラインの読み出しが夫々独立に行える。この後、垂直走
査回路を走査させ、同様に第2n+1,第2n+2(n
=1,2,…)の読み出しを行えば全画素独立出力が行
える。即ち、n=1の場合は、まず制御パルスφS1を
ハイとし、次に次にφR1をローとし、続いて制御パル
スφTN、φTX01をハイとし、制御パルスφPG01を
ロー、制御パルスφTSをハイ、制御パルスφHCを一
時ハイとして画素30ー31,30ー32の画素信号を
読み出す。続いて、制御パルスφTXe1,φPGe1及び
上記と同様に制御パルスを印加して、画素30ー41,
30ー42の画素信号を読み出す。
フォロワを設けずに、2画素に1組のソースフォロワを
設けたことにより、ソースフォロワアンプMOSトラン
ジスタ5、選択スイッチMOSトランジスタ6、リセッ
トMOSトランジスタ4を従来の半分にすることができ
る。これにより、画素の光電変換部の開口率が向上し、
画素の集積化による微細化が実現できる。又、FD部2
1を2画素で共有化させることにより、ソースフォロワ
アンプMOSトランジスタ5のゲート部分の容量を増や
さず済むため、感度の低下を防ぐことができる。
号をFD部21において加算することによりS/Nを向
上させることも挙げられる。これは、回路は全く変えず
に印加パルスのタイミングのみの変更で実現できる。上
下2画素信号の加算の場合のタイミングチャートを図4
に示す。非加算モードの図3では制御パルスφTX00と
制御パルスφTXe0,制御パルスφPG00と制御パルス
φPGe0のタイミングを1画素分ずらしていたが、加算
の場合は同じタイミングである。即ち画素30ー11と
画素30ー21とから同時に読み出すために、まず制御
パルスφTNをハイとして垂直出力線からノイズ成分を
読み出し、制御パルスφTX00と制御パルスφTXe0
を、及び制御パルスφPG00と制御パルスφPGe0を、
夫々同時にハイ、ローとして、FD部21に転送する。
これにより、同時刻に上下2つの光電変換部1の信号を
FD部21で加算することが可能となる。従って、図3
のタイミングによる2つのタイミングを準備しておけ
ば、例えば明るい時には高解像度撮像を、一方図4のタ
イミングによる同時読み出しのタイミングによって、例
えば暗い時には高感度撮像を行うことが1つのセンサで
可能となる。
の光電変換部を接続した例を示したが、この光電変換部
を3,4個等と複数個であっても良い。そうすること
で、例えばCMOSプロセスによる短工程で、高感度の
固体撮像装置、高密度の装置等と活用幅の広い装置を提
供できる。
ランジスタは全てn型で構成して製造工程を簡単化して
いるが、p型のサブストレートにn型ウェルを用いて全
てPMOSトランジスタで構成するのも当然可能であ
り、この逆の構成でもよい。
施例の概略回路図を示す。本実施例において、色差線順
次駆動ができる様に転送スイッチ22を設けたことを特
徴とする。第1実施例では第1ラインと第2ラインの加
算、第3ラインと第4ラインの加算が行えるが、第2ラ
インと第3ラインの加算は行えない。本実施例において
は転送スイッチ22があるため、第2と第3ラインの加
算が可能となった。
ンの読み出しは図3のタイミングでT0〜T4と進み、そ
の後第2ラインを読み出す際に、制御パルスφTXe0と
制御パルスφTX01,制御パルスφPGe0と制御パルス
φPGe1を同時にハイ、ローとし、制御パルスφFも制
御パルスφTXe0と同時にハイとし、他の制御パルスも
同様に供給して、画素30ー21と画素30ー31の画
素信号を蓄積容量11に蓄積し、ノイズ成分をキャンセ
ルして画素信号出力VOUTを得ることができる。その後
画素30ー22と画素30ー32の画素信号を蓄積容量
11に蓄積して画素信号出力VOUTを得ることができ
る。、続けて第3ラインと第4ラインとも同様な制御パ
ルスを供給印加して、画素30ー31と画素30ー41
の画素信号を、及び画素30ー32と画素30ー42の
画素信号を順次読み出すことができる。
のような補色モザイク型フィルタを形成すれば、NTS
C方式の走査によれば、ODD(奇数)フィールドでは
例えば第1ラインと第2ラインの和としてCy +Mg ,
Ye +Gの出力と、例えば第3ラインと第4ラインの和
としてCy+G,Ye +Mg の出力を順に得ることがで
き、EVEN(偶数)フィールドにおいても、例えば第
2ラインと第3ラインの和としてCy +Mg ,Ye +G
の出力と、例えば第3ラインと第4ラインCy+G,Y
e +Mg の出力を順に得ることができ、インターレス走
査のTV走査(NTSC,HD)におけるI軸(オレン
ジ・シアン系)とQ軸(緑・マゼンタ系)の2つの搬送
色信号を容易に生成すること等が可能となる。
の供給タイミングを変更すれば、全画素の独立出力が可
能であるのは当然である。即ち、制御パルスφFを常時
ローとすれば、転送スイッチ22の動作をオフして、図
3に示すタイミングによって時系列に従って各画素の出
力毎に読み出すことができる。
た画素の和信号を出力することが可能となってTV走査
に対応するばかりでなく、図3及び図4に示すタイミン
グで各画素毎に時系列に独立して読み出したり、2画素
の和信号を読み出したりできるので、撮像環境に応じて
多彩な撮像ができる。
(インターレース、色信号加算出力)方式を行えば、第
1実施例で必要であった、メモリ、外部加算回路が不必
要となり、従来のCCD用の信号処理回路がそのまま使
用できるため、コスト、実装の面で有利となる。
施例の概念回路図を示す。本実施例においては、画素信
号の加算をする際に、図4に示すタイミングによるFD
部での加算のみでなく、光電変換部で加算できるスイッ
チMOSトランジスタ23を設けたことを特徴とする。
は第2実施例と同様であり、第1ラインを読み出して、
次に第2、第3ラインの読み出しにおいても、制御パル
スφFも制御パルスφTXe0と同時にハイとし、画素3
0ー21の光電変換部1の電荷と画素30ー31の光電
変換部1の電荷とがスイッチMOSトランジスタ23を
導通することで加算され、画素30ー21の転送MOS
トランジスタ3を導通してソースフォロワMOSトラン
ジスタ5、選択スイッチMOSトランジスタ6を介して
蓄積容量11に転送される。
ルタを形成すれば、第2実施例と同様に、ODD(奇
数)フィールドでは例えば第1ラインと第2ラインの和
としてCy +Mg ,Ye +Gの出力と、例えば第3ライ
ンと第4ラインの和としてCy+G,Ye +Mg の出力
を順に得ることができ、EVEN(偶数)フィールドに
おいても、例えば第2ラインと第3ラインの和としてC
y +Mg ,Ye +Gの出力と、例えば第3ラインと第4
ラインCy +G,Ye +Mg の出力を順に得ることがで
きる。
DフィールドではFD部で加算を行い、EVENフィー
ルドでは画素部で片方の電荷をもう片方の井戸へ転送加
算して、FD部へ出力させる。もちろんEVENフィー
ルド,ODDフィールドで逆でも良い。本実施例におい
て、FD部容量を増やすことなく、TV走査が可能とな
る。また、各制御パルスのタイミングを種々変更するこ
とで、第2実施例と同様に、多彩な画像信号を得ること
ができる。さらに、本実施例においても、第2実施例都
同様に、色差線順次駆動を行なうことにより、従来の信
号処理回路をそのまま使用できるメリットが出てくる。
施例の概念回路図を示す。本実施例においては、光電変
換部にフォトゲートを用いず、pnフォトダイオード2
4を用いたことを特徴とする。図9に画素の断面図を示
す。同図において、25はn層であり完全空乏化できる
濃度である。制御パルスφTXにより発生した電荷をF
D部へ完全転送させる。本実施例の場合も制御パルスφ
TXにより信号の加算、非加算を行うことができる。
ルスφRをハイとしてFD部21を電源VDDにリセット
し、制御パルスφSをハイとして暗出力を蓄積容量10
に蓄積し、次に制御パルスφTX00をハイとして、pn
フォトダイオード24に蓄積された光電荷をソースフォ
ロワMOSトランジスタ5、選択スイッチMOSトラン
ジスタ6を介して蓄積容量11に転送して、ノイズ成分
を差動増幅器14によってキャンセルし、画像信号VOU
Tを出力する。また、図4によるタイミングに相当する
制御パルスを供給することで、2つのpnフォトダイオ
ード24に電荷を加算して読み出すことができる。
することで、第2実施例及び第3実施例と同様に、イン
ターレス走査に効率の良い画像出力を得ることができ
る。
実施例の画素断面図を示す。同図において、26は表面
P+層であり、n層25と光電変換部を構成し、埋込み
型フォトダイオードで画素を形成したことを特徴とす
る。この構造により表面で発生する暗電流を抑制するこ
とができる。図9と比較して効率の良い高い光電荷を得
ることができるので、S/Nの高い高品質の画像信号を
得ることができる。
ォトダイオード24の代わりに設ける、第4実施例と同
様な各制御パルスのタイミングによって、同様な画像出
力を得ることができる。
素子数を減らした高開口率、微細化可能なCMOSトラ
ンジスタ型センサが実現できるため、収率アップによる
高歩留り、低コスト、パッケージ小型化、光学系システ
ム小型化という効果がある。
みで実現できるため、従来のXYアドレス機能を含め
て、様々な動作方法に対応できるという効果もある。
ある。
(1)である。
(2)である。
ある。
ィルタ図である。
ある。
ある。
る。
る。
Claims (19)
- 【請求項1】 水平方向及び垂直方向に配列された光電
変換素子と、 1つのフローティングディフュージョン部毎に複数の前
記光電変換素子をそれぞれ転送スイッチを介して共通接
続した、複数の前記フローティングディフュージョン部
と、前記転送スイッチを介して前記光電変換素子からの信号
が前記フローティングディフュージョン部に転送される
ことによって生じる前記フローティングディフュージョ
ン部のレベル変化が読み出される垂直出力線と、 前記光電変換素子からの信号を前記垂直出力線へ読み出
すためのタイミングを制御するためのパルスを供給する
ための垂直走査回路と、を有し、 前記垂直走査回路は、前記パルスのタイミングを制御す
ることにより、前記フローティングディフュージョン部
において、前記複数の前記光電変換素子中の少なくとも
2つの前記光電変換素子からの信号の加算を行う ことを
特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項2】 請求項1に記載の固体撮像装置おいて、
前記光電変換素子がMOSトランジスタゲートとゲート
下の空乏層からなることを特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項3】 請求項1に記載の固体撮像装置おいて、
前記光電変換素子のMOSトランジスタゲートを前記垂
直走査回路と同一工程で作製したことを特徴とする固体
撮像装置。 - 【請求項4】 請求項1に記載の固体撮像装置おいて、
前記光電変換素子がpn接合フォトダイオードであるこ
とを特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項5】 請求項1に記載の固体撮像装置おいて、
複数の前記光電変換素子の電荷を同時又は個別に、前記
パルスを前記転送スイッチに供給することにより前記フ
ローティングディフュージョン部へ転送できることを特
徴とする固体撮像装置。 - 【請求項6】 請求項1に記載の固体撮像装置におい
て、前記垂直走査回路は、前記パルスのタイミングを制
御することにより、1つの前記光電変換素子からの信号
によって生じる前記フローティングディフュージョン部
のレベル変化を 、前記垂直出力線に読み出すことを特徴
とする固体撮像装置。 - 【請求項7】 請求項1に記載の固体撮像装置におい
て、それぞれの前記光電変換素子における、前記垂直方
向の両方向に隣接する前記光電変換素子との信号の加算
が前記フローテイングデイフュージョン部において行え
るように、前記転送スイツチは、前記光電変換素子と、
前記フローティングディフュージョン部とを接続した構
成であることを特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項8】 請求項7に記載の固体撮像装置におい
て、前記垂直走査回路は、前記パルスのタイミングを制
御することにより、前記フローティングディフュージョ
ン部において、ODD(奇数)フィールドでは、水平方
向の第m行と、第m+1行(mは奇数)の光電変換素子
の信号を加算するように制御し、EVEN(偶数)フィ
ールドでは、水平方向の第k行と、第k+1行(kは偶
数)の光電変換素子の信号を加算するように制御するこ
とを特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項9】 請求項1に記載の固体撮像装置におい
て、1つの前記フローティングディフュージョン部毎
に、垂直方向に隣接する複数の光電変換素子がそれぞれ
前記転送スイッチを介して接続され、異なる前記フロー
ティングディフュージョン部に前記転送スイッチを介し
て接続される前記垂直方向の前記複数の光電変換素子同
士を接続するための第2の転送スイッチを設け、前記第
2の転送スイッチを前記垂直走査回路から供給されるパ
ルスによって制御することを特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項10】 請求項9に記載の固体撮像装置におい
て、前記垂直走査回路は、前記パルスのタイミングを制
御することにより、ODD(奇数)フィールドでは、前
記フローティングデイフュージョン部において、水平方
向の第m行と、第m+1行(mは奇数)の光電変換素子
の信号を加算するように制御し、EVEN(偶数)フィ
ールドでは、前記光電変換素子において、水平方向の第
k行と、第k+1行(kは偶数)の光電変換素子の信号
を加算するように制御することを特徴とする固体撮像装
置。 - 【請求項11】 請求項1に記載の固体撮像装置におい
て、前記垂直走査回路は、前記パルスを制御することに
より、前記1つのフローティングディフュージョン部で
加算する前記光電変換素子の信号の組み合わせを変える
ことを特徴と する固体撮像装置。 - 【請求項12】 水平方向及び垂直方向に配列された光
電変換素子と、 1つのフローティングディフュージョン部毎に複数の前
記光電変換素子をそれぞれ転送スイッチを介して接続し
た、複数の前記フローティングディフュージョン部と、 前記転送スイッチを介して前記光電変換素子からの信号
が、前記フローティングディフュージョン部に転送され
る異によって生じる前記フローティングディフュージョ
ン部のレベル変化が読み出される垂直出力線と、 前記光電変換素子からの信号を前記垂直出力線へ読み出
すためのタイミングを制御するためのパルスを供給する
ための垂直走査回路と、 前記パルスが印加されることにより、前記フローティン
グディフュージョン部のレベル変化を選択的に前記垂直
出力線に読み出すための、1つのフローティングディフ
ュージョン部毎に設けた選択スイッチと、 前記水平方向の複数の前記選択スイッチを同一タイミン
グで制御するために、前記水平方向の複数の前記選択ス
イッチに同一タイミングでパルスを印加するための共通
信号線と、を有したことを特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項13】 請求項12に記載の固体撮像装置にお
いて、前記垂直走査回路は、前記光電変換素子からの信
号が前記フローティングディフュージョン部に転送され
ない状態において、前記フローティングディフュージョ
ン部の第1のレベルの変化を読み出すとともに、前記光
電変換素子からの信号が前記フローテイングデイフュー
ジョン部に転送された状態において、前記フローテイン
グディフュージョン部の第2のレベルの変化を読み出す
ように制御し、 前記第1のレベルの変化によって生じる信号を蓄積する
第1の蓄積手段と、前記第2のレベルの変化によって生
じる信号を蓄積する第2の蓄積手段とを垂直出力線に設
け、前記第1の蓄積手段からの信号及び前記第2の蓄積
手段からの信号を出力する水平出力線と、 前記水平出力線に設けた前記第1の蓄積手段からの信号
と、前記第2の蓄積手段からの信号の差分演算を行う差
分手段と、を有することを特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項14】 請求項12又は請求項13に記載の固
体撮像装置において、 前記垂直走査回路は、前記パルスのタイミングを制御す
ることにより、1つの光電変換素子からの信号による前
記フローティングディフュージョン部のレベル変化の読
み出しと、前記複数の光電変換素子内の少なくとも2つ
以上の光電変換素子からの信号の加算信号による前記フ
ローティングディフュージョン部のレベル変化の読み出
しと、を行うように制御することを特徴とする固体撮像
装置。 - 【請求項15】 請求項12又は請求項13に記載の固
体撮像装置において、それぞれの前記光電変換素子にお
ける、前記垂直方向の両方向に隣接する光電変換素子と
の信号の加算が前記フローティングディフュージョン部
において行えるように、前記転送スイッチは、前記光電
変換素子と、前記フローティングディフュージョン部と
を接続した構成であることを特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項16】 請求項15に記載の固体撮像装置にお
いて、前記垂直走査回路は、前記パルスを前記転送スイ
ッチに供給・制御することにより、前記フローティング
ディフュージョン部において、ODD(奇数)フィール
ドでは、前記水平方向の第m行と、第m+1行(mは奇
数)の光電変換素子の信号を加算するように制御し、E
VEN(偶数)フィールドでは、前記水平方向の第k行
と、第k+1行(kは偶数)の光電変換素子の信号を加
算するように制御することを特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項17】 請求項12又は請求項13に記載の固
体撮像装置において、1つの前記フローティングディフ
ュージョン部毎に、垂直方向に隣接する複数の前記光電
変換素子がそれぞれ前記転送スイッチを介して接続さ
れ、異なる前記フローティングディフュージョン部に前
記転送スイッチを介して接続される垂直方向の複数の光
電変換素子同士を接続するための第2の転送スイッチを
設け、前記第2の転送スイッチを前記垂直走査回路から
供給される前記パルスによって制御することを特徴とす
る固体撮像装置。 - 【請求項18】 請求項17に記載の固体撮像装置にお
いて、前記垂直走査回路は、前記パルスのタイミングを
制御することにより、前記複数のフローティングディフ
ュージョン部において、ODD(奇数)フィールドで
は、前記フロー ティングディフュージョン部において、
前記水平方向の第m行と、第m+1行(mは奇数)の光
電変換素子の信号を加算するように制御し、EVEN
(偶数)フィールドでは、前記光電変換素子において、
前記水平方向の第k行と、第k+1行(kは偶数)の光
電変換素子の信号を加算するように前記第2のスイッチ
を導通制御することを特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項19】 請求項1又は請求項14に記載の固体
撮像装置おいて、前記1つのフローテイングデイフュー
ジョン部に前記転送スイッチを介して接続されている前
記複数の光電変換素子は、2つであることを特徴とする
固体撮像装置。
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