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JP2003078919A - Image pickup device - Google Patents

Image pickup device

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Publication number
JP2003078919A
JP2003078919A JP2001269695A JP2001269695A JP2003078919A JP 2003078919 A JP2003078919 A JP 2003078919A JP 2001269695 A JP2001269695 A JP 2001269695A JP 2001269695 A JP2001269695 A JP 2001269695A JP 2003078919 A JP2003078919 A JP 2003078919A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pixel
color
pixels
charge
unit
Prior art date
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Granted
Application number
JP2001269695A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3950655B2 (en
Inventor
Nobuo Suzuki
信雄 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Holdings Corp
Fujifilm Microdevices Co Ltd
Original Assignee
Fujifilm Microdevices Co Ltd
Fuji Photo Film Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujifilm Microdevices Co Ltd, Fuji Photo Film Co Ltd filed Critical Fujifilm Microdevices Co Ltd
Priority to JP2001269695A priority Critical patent/JP3950655B2/en
Publication of JP2003078919A publication Critical patent/JP2003078919A/en
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Publication of JP3950655B2 publication Critical patent/JP3950655B2/en
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  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Color Television Image Signal Generators (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image pickup device that has many pixels and can easily suppress color resolution from being deteriorated, false color from being produced and the color S/N from being degraded even when the sensitivity is increased by summation of pixels. SOLUTION: Summing electric charges stored in four pixels in the same color closely distributed to each other over a plurality of rows and columns as to pixels in first, second and third colors produces a summed electric charge and individually detecting the summed electric charge produces a unit signal used to generate an image signal.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は撮像装置に係り、特
に、画素ずらし配置された多数個の画素を有する撮像装
置に係る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image pickup device, and more particularly, to an image pickup device having a large number of pixels arranged in a staggered manner.

【0002】[0002]

【従来の技術】CCD(電荷結合素子)の集積化技術お
よび量産技術が確立されて以来、CCD型固体撮像素子
をエリア・イメージセンサとして利用したデジタルスチ
ルカメラ、デジタルビデオカメラ等の撮像装置が急速に
普及している。
2. Description of the Related Art Since the integration technology and mass production technology of CCD (charge coupled device) was established, image pickup devices such as digital still cameras and digital video cameras using CCD type solid-state image pickup devices as area image sensors have been rapidly developed. Is popular in

【0003】CCD型固体撮像素子においては、半導体
基板の一表面に多数個の画素が複数行、複数列に亘って
行列状に配置され、CCDによって構成される垂直電荷
転送素子(VCCD)が、例えば1つの画素列に1つず
つ、この画素列に沿って配設される。また、CCDによ
って構成される水平電荷転送素子(HCCD)が、垂直
電荷転送素子それぞれの出力端に電気的に接続可能に配
置される。
In the CCD type solid-state image pickup device, a vertical charge transfer device (VCCD), in which a large number of pixels are arranged in a matrix over a plurality of rows and a plurality of columns on one surface of a semiconductor substrate, and which is composed of a CCD, For example, one pixel row is provided along each pixel row. Further, a horizontal charge transfer device (HCCD) composed of a CCD is arranged so as to be electrically connectable to an output terminal of each vertical charge transfer device.

【0004】例えばカラー撮影に使用される単板式のC
CD型固体撮像素子では、半導体基板の一表面に多数個
の光電変換素子(例えばフォトダイオード)が行列状に
配置され、その上方に色フィルタアレイが配置される。
色フィルタアレイは、個々の光電変換素子の上方に1つ
ずつ配置された色フィルタによって構成される。必要に
応じて、色フィルタ上にマイクロレンズが配置される。
For example, a single plate type C used for color photography
In the CD-type solid-state imaging device, a large number of photoelectric conversion elements (for example, photodiodes) are arranged in a matrix on one surface of a semiconductor substrate, and a color filter array is arranged above the photoelectric conversion elements.
The color filter array is composed of color filters arranged one above each photoelectric conversion element. If necessary, microlenses are arranged on the color filters.

【0005】画素に光が入射すると、その光量に応じた
量の電荷が、この画素の光電変換素子に蓄積される。個
々の画素(光電変換素子)に蓄積された電荷は、垂直電
荷転送素子へ読出され、水平電荷転送素子へ転送され
る。1つの画素行に属する各画素の電荷は、対応する垂
直電荷転送素子へ同じタイミングで読出され、同じタイ
ミングで水平電荷転送素子へ転送される。水平電荷転送
素子は、電荷を所定方向に順次転送し、出力する。
When light is incident on a pixel, an amount of charge corresponding to the amount of light is accumulated in the photoelectric conversion element of this pixel. The charges accumulated in each pixel (photoelectric conversion element) are read out to the vertical charge transfer element and transferred to the horizontal charge transfer element. The charge of each pixel belonging to one pixel row is read to the corresponding vertical charge transfer element at the same timing and transferred to the horizontal charge transfer element at the same timing. The horizontal charge transfer device sequentially transfers charges in a predetermined direction and outputs the charges.

【0006】水平電荷転送素子から出力された電荷は、
上記の半導体基板または別の基板に形成された出力回路
部によって検出される。検出された後の電荷は、例え
ば、ドレイン領域へ掃き出された後に電源電圧に吸収さ
れる。
The charges output from the horizontal charge transfer element are
It is detected by the output circuit unit formed on the semiconductor substrate or another substrate. The electric charge after being detected is absorbed in the power supply voltage after being swept out to the drain region, for example.

【0007】CCD型固体撮像素子を利用した撮像装置
は、出力回路部から出力される信号電圧(画素信号;単
位信号)を利用して画像信号を生成する。
An image pickup apparatus using a CCD type solid-state image pickup element generates an image signal by using a signal voltage (pixel signal; unit signal) output from an output circuit section.

【0008】従来より、エリア・イメージセンサとして
利用されるCCD型固体撮像素子では、多数個の画素が
正方行列状(行数と列数とが異なるものを含む。)に配
置される。
Conventionally, in a CCD type solid-state image sensor used as an area image sensor, a large number of pixels are arranged in a square matrix (including those having different numbers of rows and columns).

【0009】近年では、CCD型の固体撮像素子の高解
像度化および高感度化が求められるようになり、個々の
光電変換素子の受光面積を広く保ちつつ光電変換素子の
高集積化が容易な画素ずらし配置が多用されるようにな
ってきた。
In recent years, there has been a demand for higher resolution and higher sensitivity of a CCD type solid-state image pickup element, and a pixel in which high integration of photoelectric conversion elements is easy while keeping a large light receiving area of each photoelectric conversion element. The staggered arrangement has become popular.

【0010】ここで、本明細書でいう「画素ずらし配
置」とは、奇数番目に当たる画素列中の各画素に対し、
偶数番目に当たる画素列中の画素の各々が、画素列内で
の画素のピッチの約1/2、列方向にずれ、奇数番目に
当たる画素行中の各画素に対し、偶数番目に当たる画素
行中の画素の各々が、画素行内での画素のピッチの約1
/2、行方向にずれ、画素列の各々が奇数行または偶数
行の画素のみを含むような、多数個の画素の配置を意味
する。画素ずらし配置は、多数個の画素を複数行、複数
列に亘って行列状に配置する際の一形態である。
Here, the "pixel shift arrangement" referred to in the present specification refers to each pixel in an odd-numbered pixel row,
Each of the pixels in the even-numbered pixel row is shifted by about 1/2 of the pixel pitch in the pixel row in the column direction, and for each pixel in the odd-numbered pixel row, in the even-numbered pixel row Each pixel is approximately one pixel pitch within the pixel row
/ 2, which means an arrangement of a large number of pixels, which is shifted in the row direction and in which each pixel column includes only pixels in odd rows or even rows. The pixel shift arrangement is one mode in which a large number of pixels are arranged in a matrix over a plurality of rows and a plurality of columns.

【0011】上記の「画素列内での画素のピッチの約1
/2」とは、1/2を含む他に、製造誤差、設計上もし
くはマスク製作上起こる画素位置の丸め誤差等の要因に
よって1/2からはずれてはいるものの、得られるCC
Dイメージセンサの性能およびその画像の画質からみて
実質的に1/2と同等とみなすことができる値をも含む
ものとする。上記の「画素行内での画素のピッチの約1
/2」についても同様である。
The above-mentioned "about 1 of the pitch of the pixels in the pixel row"
"/ 2" means that the obtained CC does not include 1/2 but is out of 1/2 due to factors such as a manufacturing error, a pixel position rounding error caused by design or mask fabrication, etc.
It also includes a value that can be regarded as substantially equal to 1/2 in view of the performance of the D image sensor and the image quality of the image. In the above, "about 1 of the pixel pitch in the pixel row
The same applies to "/ 2".

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】被写体があまりに暗い
場合には、たとえ多数個の画素が画素ずらし配置された
固体撮像素子を利用した撮像装置によっても、十分な撮
影感度を得ることはできない。被写体が近距離にある場
合には、ストロボ等の閃光装置を利用することによっ
て、被写体が暗いときでも十分な撮影感度が得られるこ
ともあるが、遠距離にある暗い被写体に対しては、スト
ロボ等の閃光装置を利用しても十分な撮影感度が得られ
ないことがある。
When the subject is too dark, it is not possible to obtain sufficient photographic sensitivity even with an image pickup apparatus using a solid-state image pickup element in which a large number of pixels are arranged in a shifted manner. When the subject is at a short distance, a flash device such as a strobe may be used to obtain sufficient shooting sensitivity even when the subject is dark. Even if such a flash device is used, sufficient photographing sensitivity may not be obtained.

【0013】複数の画素から読出した電荷同士を垂直電
荷転送素子内、水平電荷転送素子内または出力回路部内
で加算(混合)することによって、撮像装置を増感させ
ることが可能である。本明細書では、複数の画素から読
出した電荷同士を加算することを、「画素加算」という
ことがある。
It is possible to sensitize the image pickup device by adding (mixing) charges read out from a plurality of pixels in the vertical charge transfer element, in the horizontal charge transfer element or in the output circuit section. In this specification, adding charges read from a plurality of pixels may be referred to as “pixel addition”.

【0014】例えば、3原色系の色フィルタアレイを有
する単板式の固体撮像素子を用いた撮像装置では、色フ
ィルタアレイの構成および画素加算の仕方にもよるが、
近接する3つの画素同士で画素加算を行うと、加算信号
(G+R+B)、(2G+B)、(G+R+B)、およ
び(2G+R)が連続的に生成されることがある。ここ
で、G、R、Bは、それぞれ、緑色画素、赤色画素、お
よび青色画素の出力信号を表す。
For example, in an image pickup device using a single-plate type solid-state image pickup device having a color filter array of three primary colors, it depends on the structure of the color filter array and the method of pixel addition.
When pixel addition is performed between three adjacent pixels, addition signals (G + R + B), (2G + B), (G + R + B), and (2G + R) may be continuously generated. Here, G, R, and B represent the output signals of the green pixel, the red pixel, and the blue pixel, respectively.

【0015】このような加算信号が生成されると、色情
報の信号成分が少なくなることから、色の解像度が劣化
し、また、色のS/N比が低下する。
When such an addition signal is generated, the signal component of the color information decreases, so that the color resolution deteriorates and the S / N ratio of the color decreases.

【0016】本発明の目的は、多数個の画素を有し、画
素加算によって増感したときでも色の解像度の低下、偽
色の発生および色のS/N比の低下を抑制することが容
易な撮像装置を提供することである。
An object of the present invention is to have a large number of pixels, and it is easy to suppress deterioration of color resolution, occurrence of false color and deterioration of S / N ratio of color even when sensitized by pixel addition. Another object of the present invention is to provide a simple imaging device.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】本発明の一観点によれ
ば、複数行、複数列に亘って配置された多数個の画素
と、前記画素に蓄積された電荷を読出し、該電荷を検出
して、画像信号の生成に使用される単位信号を生成する
単位信号生成部とを有し、前記多数個の画素が、各々色
フィルタを備えると共に、該色フィルタの色によって第
1色画素、第2色画素、および第3色画素の3つに分類
され、前記単位信号生成部が、(i) 前記画素の各々に蓄
積された電荷を個別に検出して前記単位信号を生成する
個別読出し動作と、(ii)前記第1色画素〜第3色画素そ
れぞれについて、複数行、複数列に亘って互いに近接し
て分布する同色の4個の画素に蓄積された電荷を加算す
ることによって加算電荷を生成し、該加算電荷を別個に
検出して単位信号を生成する加算読出し動作と、を選択
的に行うことができる撮像装置が提供される。
According to one aspect of the present invention, a large number of pixels arranged in a plurality of rows and a plurality of columns and electric charges accumulated in the pixels are read out and the electric charges are detected. And a unit signal generation unit that generates a unit signal used for generating an image signal, each of the plurality of pixels includes a color filter, and the first color pixel, The unit signal generation unit is classified into three types of two-color pixels and third-color pixels, and the unit signal generation unit (i) individually detects an electric charge accumulated in each of the pixels to generate the unit signal. And (ii) for each of the first to third color pixels, the added charge is obtained by adding the charges accumulated in the four pixels of the same color, which are distributed close to each other over a plurality of rows and a plurality of columns. To generate a unit signal by separately detecting the added charge Imaging apparatus is provided that the addition read operation, it is possible to selectively perform that.

【0018】第1色画素、第2色画素、および第3色画
素によって構成される多数個の画素を備えた撮像装置で
画素加算を行う際に、上述の要領で同色の4個の画素を
加算することにより、多くの輝度信号(輝度情報)を得
ることが容易になると共に、緑色、赤色または青色の色
信号を生成するうえで必要な色情報を多く得ることが容
易になる。
When performing pixel addition in an image pickup device having a large number of pixels composed of a first color pixel, a second color pixel, and a third color pixel, four pixels of the same color are selected as described above. By adding, it becomes easy to obtain a lot of luminance signals (luminance information) and it becomes easy to obtain a lot of color information necessary for generating a green, red, or blue color signal.

【0019】その結果として、画素加算を行ったときで
も色の解像度の低下、偽色の発生および色のS/N比の
低下を抑制することが容易になる。
As a result, even when pixel addition is performed, it is easy to suppress a decrease in color resolution, the occurrence of false colors, and a decrease in color S / N ratio.

【0020】なお、本明細書でいう第1色画素、第2色
画素、または第3色画素は、無色透明のフィルタを備え
た画素、および、色フィルタを備えていない画素をも含
むものとする。「色フィルタの色」には、無色透明も含
まれるものとする。「色フィルタの色によって画素を分
類する」とは、無色透明も含めた色フィルタの色によっ
て画素を分類する他、色フィルタを備えていない画素に
ついてはこれを1つのグループとして分類することを意
味する。
The first color pixel, the second color pixel, or the third color pixel referred to in the present specification includes a pixel provided with a colorless and transparent filter and a pixel not provided with a color filter. The “color of the color filter” includes colorless and transparent. “Classifying pixels by color of color filter” means classifying pixels by color of color filters including colorless and transparent, and classifying pixels that do not have color filters as one group. To do.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】図1は、第1の実施例による撮像
装置で利用される固体撮像素子100における画素の平
面配置を概略的に示す。同図に示すように、この固体撮
像素子100では、多数個の緑色画素G、赤色画素R、
および青色画素Bが画素ずらし配置されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 schematically shows a plane arrangement of pixels in a solid-state image pickup device 100 used in an image pickup apparatus according to a first embodiment. As shown in the figure, in the solid-state imaging device 100, a large number of green pixels G, red pixels R,
And the blue pixels B are arranged in a shifted manner.

【0022】個々の画素は、光電変換素子と、この光電
変換素子の上方に配置された色フィルタとを有する。図
1に示した画素の形状は、この画素が有する色フィルタ
の輪郭を示す。また、画素の色は、この画素が有する色
フィルタの色を示す。
Each pixel has a photoelectric conversion element and a color filter arranged above the photoelectric conversion element. The shape of the pixel shown in FIG. 1 shows the outline of the color filter included in this pixel. The color of a pixel indicates the color of the color filter included in this pixel.

【0023】個々の画素行は、緑色画素Gのみによって
構成される第1類画素行PR1と、赤色画素Rと青色画
素Bとが交互に繰り返し配置された第2類画素行とに分
類することができる。第2類画素行は、さらに、赤色画
素Rと青色画素Bとの配置が互いに逆になている第2類
画素行PR2Aと第2類画素行PR2Bとに分けられ
る。
The individual pixel rows are classified into a first type pixel row PR1 composed of only green pixels G and a second type pixel row in which red pixels R and blue pixels B are alternately and repeatedly arranged. You can The second type pixel row is further divided into a second type pixel row PR2A and a second type pixel row PR2B in which the arrangement of the red pixels R and the blue pixels B is reversed.

【0024】下流側(図1の紙面下側)から上流側(図
1の紙面上側)へ向かって、第1類画素行PR1、第2
類画素行PR2A、第1類画素行PR1、および第2類
画素行PR2Bがこの順番で繰り返し配置されている。
紙面最下段の第1類画素行PR1が、最も下流の画素行
に相当する。
From the downstream side (the lower side of the paper of FIG. 1) to the upstream side (the upper side of the paper of FIG. 1), the first type pixel row PR1 and the second pixel row PR1
The similar pixel row PR2A, the first kind pixel row PR1, and the second kind pixel row PR2B are repeatedly arranged in this order.
The first type pixel row PR1 at the bottom of the page corresponds to the most downstream pixel row.

【0025】なお、本明細書においては、画素(光電変
換素子)から後述する単位信号生成部(出力回路部)へ
の電荷の移動を1つの流れとみなして、個々の部材等の
相対的な位置を、必要に応じて「何々の上流」、「何々
の下流」等と称して特定するものとする。
In the present specification, the movement of charges from a pixel (photoelectric conversion element) to a unit signal generation section (output circuit section) described later is regarded as one flow, and relative movement of individual members and the like. The position is referred to as "how much upstream", "how many downstream", etc., as necessary.

【0026】固体撮像素子100においては、画素加算
を行ったときに輝度情報の低下や、偽色の発生、色のS
/N比の低下が抑制されるように、同じ色の4個の画素
同士で画素加算を行う。この画素加算を、以下、「4画
素加算」という。
In the solid-state image pickup device 100, when the pixel addition is performed, the luminance information is deteriorated, the false color is generated, and the color S is reduced.
Pixel addition is performed between four pixels of the same color so that the reduction of the / N ratio is suppressed. Hereinafter, this pixel addition is referred to as “four pixel addition”.

【0027】図2は、固体撮像素子100を用いて4画
素加算を行う際に互いに加算される画素の組み合わせの
一例を示す。同図においては、便宜上、個々の画素の大
きさを図1での大きさよりも小さくし、互いの間隔を拡
げると共にその形状も変えてある。また、図2には、単
位信号生成部の一部を構成する水平電荷転送素子40お
よび出力回路部50もそれぞれ概略的に示されている。
FIG. 2 shows an example of a combination of pixels that are added to each other when the 4-pixel addition is performed using the solid-state image pickup device 100. In the figure, for the sake of convenience, the size of each pixel is made smaller than the size in FIG. 1, the distance between them is expanded, and the shape is also changed. In addition, FIG. 2 also schematically shows the horizontal charge transfer element 40 and the output circuit section 50 that form part of the unit signal generation section.

【0028】4画素加算の際には、連続する8つの画素
行が1つのユニットUを形成し、個々のユニットUは、
更に、下流側の4つの画素行によって構成される第1ブ
ロックBL1と、上流側の4つの画素行によって抗せさ
れる第2ブロックとに分けられる。
In the case of 4-pixel addition, eight consecutive pixel rows form one unit U, and each unit U is
Further, it is divided into a first block BL1 composed of four pixel rows on the downstream side and a second block which is opposed by the four pixel rows on the upstream side.

【0029】緑色画素Gは、同じブロックBL1または
BL2内で1列おきの2つの画素列に分布する二点差線
で結んだ4個同士が、出力回路部50で検出される前に
加算される。
Four green pixels G connected by two-dot chain lines distributed in every other two pixel columns in the same block BL1 or BL2 are added before being detected by the output circuit section 50. .

【0030】赤色画素Rは、個々のユニットU内で1列
おきの2つの画素列に分布する破線で結んだ4個同士
が、出力回路部50で検出される前に加算される。
The red pixels R are added together before being detected by the output circuit section 50 by the four red pixels R connected by the broken lines which are distributed in two pixel columns every other column in each unit U.

【0031】青色画素Bも、赤色画素Rと同様に、個々
のユニットU内で1列おきの2つの画素列に分布する一
点鎖線で結んだ4個同士が、出力回路部50で検出され
る前に加算される。
As with the red pixel R, the blue pixel B is also detected by the output circuit section 50 as four pixels connected by alternate long and short dash lines distributed in every other two pixel columns in each unit U. Added before.

【0032】画素加算されない端部の画素から読出され
た電荷は、出力回路部50まで転送した後に掃き出す。
The charges read from the end pixels which are not pixel-added are transferred to the output circuit section 50 and then swept out.

【0033】単位信号生成部の駆動方法を工夫すること
により、4つの画素からそれぞれ読み出した電荷を互い
に混合(加算)した加算電荷を出力回路部50内で生成
することもできるし、この加算電荷を水平電荷転送素子
40内で生成することもできる。いずれの場合でも、図
1においては図示を省略した垂直電荷転送素子内で、2
つの画素からそれぞれ読み出した電荷を予め加算するこ
とが好ましい。
By devising the driving method of the unit signal generating section, it is possible to generate the added charge by mixing (adding) the charges read from the four pixels with each other in the output circuit section 50, and to add the added charge. Can also be generated in the horizontal charge transfer device 40. In either case, in the vertical charge transfer device not shown in FIG.
It is preferable to add in advance the charges read from the respective pixels.

【0034】同色の4個の画素に蓄積された電荷同士を
出力回路部50で検出する前に加算するので、出力回路
部50からの出力が増大すると共に、S/N比を改善す
ることができる。
Since the charges accumulated in the four pixels of the same color are added before being detected by the output circuit section 50, the output from the output circuit section 50 increases and the S / N ratio can be improved. it can.

【0035】加算電荷の検出に基づいて単位信号生成部
(出力回路部50)が出力する信号が白色の色信号にな
ることはなく、この信号は緑色、赤色、または青色の色
情報を必ず含む。白色の色信号が生成される画素の組み
合わせを含む画素加算を行った場合に比べて、多くの色
の解像度信号を得ることができる。
The signal output from the unit signal generation section (output circuit section 50) based on the detection of the added charge does not become a white color signal, and this signal always includes color information of green, red, or blue. . It is possible to obtain resolution signals of many colors as compared with the case where pixel addition including a combination of pixels for which a white color signal is generated is performed.

【0036】図3は、図2に示した組み合わせで4画素
加算を行ったときに互いに加算される4個の画素の幾何
学中心をその画素の色G、R、またはBで示す。
FIG. 3 shows the geometric center of four pixels which are added to each other when four-pixel addition is performed with the combination shown in FIG. 2 by the color G, R, or B of the pixel.

【0037】同図から明らかなように、図2に示した組
み合わせでの4画素加算に基づく単位信号の生成は、図
3に示す位置に配置された緑色画素G、赤色画素R、お
よび青色画素Bから読み出した電荷に基づいて単位信号
を生成することにほぼ相当する。
As is apparent from the figure, the unit signal generation based on the 4-pixel addition in the combination shown in FIG. 2 is performed by the green pixel G, the red pixel R, and the blue pixel arranged at the positions shown in FIG. This is almost equivalent to generating a unit signal based on the charges read from B.

【0038】緑色画素、赤色画素、および青色画素それ
ぞれについての4画素加算に基づいて出力回路部が生成
した単位信号を利用して、色情報を得ることができる。
4つの電荷を加算した加算信号に基づいて単位信号が生
成されるので、S/N比の高い色情報を得ることができ
る。
Color information can be obtained using the unit signal generated by the output circuit unit based on the addition of four pixels for each of the green pixel, the red pixel, and the blue pixel.
Since the unit signal is generated based on the addition signal obtained by adding the four charges, it is possible to obtain color information having a high S / N ratio.

【0039】水平方向(画素行方向)のサンプリング点
が多いので、偽色の発生が少ない。垂直方向(画素列方
向)については、8画素行を1ユニットとしているため
に解像度が低下する。しかしながら、輝度情報を得るう
えで重要な緑色についてのサンプリング点が、水平方向
と同じ割合で垂直方向にも分布するので、垂直方向での
解像度の低下の度合いは小さい。
Since there are many sampling points in the horizontal direction (pixel row direction), the occurrence of false colors is small. In the vertical direction (pixel column direction), the resolution is reduced because eight pixel rows are one unit. However, since the sampling points for green, which is important for obtaining the luminance information, are distributed in the vertical direction at the same rate as in the horizontal direction, the degree of reduction in resolution in the vertical direction is small.

【0040】このため、固体撮像素子100では、4画
素加算を行ったときでも色の解像度の低下、偽色の発
生、および色のS/N比の低下が抑制される。
Therefore, in the solid-state image pickup device 100, the deterioration of the color resolution, the occurrence of false color, and the decrease of the S / N ratio of the color are suppressed even when the 4-pixel addition is performed.

【0041】図4〜図10は、図2に示した組み合わせ
で4画素加算を行う場合の動作順の一例を示す。これら
の図には、固体撮像素子100における光電変換素子1
0、垂直電荷転送素子20(読出しゲート30を含
む。)、水平電荷転送素子40および出力回路部50の
平面配置が模式的に示されている。垂直電荷転送素子2
0、水平電荷転送素子40および出力回路部50によっ
て単位信号生成部が構成される。
FIGS. 4 to 10 show an example of the operation sequence in the case where 4-pixel addition is performed with the combination shown in FIG. In these figures, the photoelectric conversion element 1 in the solid-state image sensor 100 is shown.
0, the vertical charge transfer element 20 (including the read gate 30), the horizontal charge transfer element 40, and the output circuit section 50 are schematically shown in a planar arrangement. Vertical charge transfer element 2
0, the horizontal charge transfer element 40, and the output circuit section 50 constitute a unit signal generation section.

【0042】図4〜図10中に示したアラビア数字と小
文字のローマ字とを組み合わせた参照符号は、個々の光
電変換素子10に蓄積された電荷を示す。電荷を示す個
々の参照符号のうちのアラビア数字は、その電荷が、個
々のユニットU(図2参照)内で下流側から数えて何番
目の画素行(光電変換素子行)に属する画素(光電変換
素子10)に蓄積された電荷であるかを表す。小文字の
ローマ字は、その電荷が、図1においてその大文字によ
って表されている画素に蓄積された電荷であることを表
す。
The reference numerals in which the Arabic numerals and the lowercase Roman letters shown in FIGS. 4 to 10 are combined represent the charges accumulated in the individual photoelectric conversion elements 10. The Arabic numeral in each reference numeral indicating the electric charge indicates that the pixel (photoelectric conversion element row) in which the electric charge is counted from the downstream side in each unit U (see FIG. 2) (photoelectric conversion element row). It represents whether the electric charge is accumulated in the conversion element 10). The lowercase Roman letters indicate that the charge is the charge stored in the pixel represented by the uppercase letter in FIG.

【0043】例えば、参照符号「1g」は、第1画素行
に属する緑色画素Gに蓄積された電荷を示す。参照符号
「8b」は、同様に、第8画素行に属する青色画素Bに
蓄積された電荷を示す。
For example, the reference numeral "1g" indicates the electric charge accumulated in the green pixel G belonging to the first pixel row. Similarly, the reference numeral “8b” indicates the electric charge accumulated in the blue pixel B belonging to the eighth pixel row.

【0044】まず、図4(A)に示すように、個々の画
素(光電変換素子10)に電荷を蓄積させる。個々の画
素に光を入射させることにより、これらの画素に電荷が
蓄積される。
First, as shown in FIG. 4A, charges are accumulated in each pixel (photoelectric conversion element 10). By making light incident on individual pixels, electric charge is accumulated in these pixels.

【0045】次に、図4(B)に示すように、個々のユ
ニットU(図2参照)内で下流側から数えて7番目の画
素行(第1類画素行)に属する緑色画素Gに蓄積された
電荷7gを、対応する垂直電荷転送素子20へ読出す。
読出しゲート30を表す矢印は、電荷の読出し方向も示
している。
Next, as shown in FIG. 4B, in each unit U (see FIG. 2), the green pixel G belonging to the seventh pixel row (first-class pixel row) counted from the downstream side is selected. The accumulated charge 7g is read to the corresponding vertical charge transfer element 20.
The arrow representing the read gate 30 also indicates the charge read direction.

【0046】各垂直電荷転送素子20中の升目は、4本
の垂直転送電極を備えた1つの転送段を示す。ただし、
垂直電荷転送素子20それぞれの最下流にある小さな升
目は、2本の垂直転送電極のみを備えた転送段を示す。
垂直電荷転送素子20の構成については、後に図11を
用いて詳述する。
The squares in each vertical charge transfer device 20 indicate one transfer stage having four vertical transfer electrodes. However,
The small squares on the most downstream side of each of the vertical charge transfer devices 20 indicate a transfer stage having only two vertical transfer electrodes.
The configuration of the vertical charge transfer device 20 will be described later in detail with reference to FIG.

【0047】次いで、図5(A)に示すように、各垂直
電荷転送素子20内の電荷7gを1転送段分、下流側へ
転送する。各電荷7gが、個々のユニットU内で下流側
から数えて5番目の画素行(第1類画素行)に対応する
転送段に分布する。
Next, as shown in FIG. 5A, the charge 7g in each vertical charge transfer element 20 is transferred to the downstream side by one transfer stage. Each charge 7g is distributed in the transfer stage corresponding to the fifth pixel row (first type pixel row) counted from the downstream side in each unit U.

【0048】続いて、図5(B)に示すように、個々の
ユニットU内で下流側から数えて3番目の画素行(第1
類画素行)に属する緑色画素Gに蓄積された電荷3g、
および、5番目の画素行(第1類画素行)に属する緑色
画素Gに蓄積された電荷5gを、対応する垂直電荷転送
素子20へ読出す。各垂直電荷転送素子20内で電荷7
gと電荷5gとが加算され、電荷(7g+5g)とな
る。
Subsequently, as shown in FIG. 5B, in each unit U, the third pixel row counted from the downstream side (first pixel row)
Electric charge 3g accumulated in the green pixel G belonging to
And, the charges 5g accumulated in the green pixel G belonging to the fifth pixel row (first type pixel row) are read out to the corresponding vertical charge transfer element 20. A charge of 7 is generated in each vertical charge transfer device 20.
g and 5 g of electric charge are added, and it becomes an electric charge (7g + 5g).

【0049】次に、図6(A)に示すように、各垂直電
荷転送素子20内の電荷を1転送段分、下流側へ転送す
る。各電荷3gが、個々のユニットU内で下流側から数
えて1番目の画素行(第1類画素行)に対応する転送段
に分布する。
Next, as shown in FIG. 6A, the charges in each vertical charge transfer element 20 are transferred to the downstream side by one transfer stage. Each charge 3g is distributed in the transfer stage corresponding to the first pixel row (first-type pixel row) counted from the downstream side in each unit U.

【0050】続いて、同図に示すように、個々のユニッ
トUで下流側から数えて6番目の画素行(第2類画素
行)に属する赤色画素Rもしくは青色画素Bに蓄積され
た電荷6rもしくは6b、および、8番目の画素行(第
2類画素行)に属する青色画素Bもしくは赤色画素Rに
蓄積された電荷8bもしくは8rを、対応する垂直電荷
転送素子20へ読出す。
Subsequently, as shown in the figure, in each unit U, the charge 6r accumulated in the red pixel R or the blue pixel B belonging to the sixth pixel row (second type pixel row) counted from the downstream side. Alternatively, the electric charge 8b or 8r accumulated in the blue pixel B or the red pixel R belonging to 6b and the eighth pixel row (second type pixel row) is read to the corresponding vertical charge transfer element 20.

【0051】次いで、図6(B)に示すように、個々の
ユニットU内で下流側から数えて1番目の画素行(第1
類画素行)に属する緑色画素Gに蓄積された電荷1g
を、対応する垂直電荷転送素子20へ読出す。各垂直電
荷転送素子20内で電荷3gと電荷1gとが加算され、
電荷(3g+1g)となる。
Next, as shown in FIG. 6B, in each unit U, the first pixel row counted from the downstream side (first pixel row)
1 g of electric charge accumulated in the green pixel G belonging to the pixel row)
Are read out to the corresponding vertical charge transfer device 20. In each vertical charge transfer element 20, charge 3g and charge 1g are added,
It becomes an electric charge (3g + 1g).

【0052】次に、図7(A)に示すように、各垂直電
荷転送素子20内の電荷を2転送段分、下流側へ転送す
る。各電荷6rまたは6bが、個々のユニットU内で下
流側から数えて2番目の画素行(第2類画素行)に対応
する転送段に分布する。また、各電荷8bまたは8r
が、個々のユニットU内で下流側から数えて4番目の画
素行(第2類画素行)に対応する転送段に分布する。
Next, as shown in FIG. 7A, the charges in each vertical charge transfer element 20 are transferred to the downstream side by two transfer stages. Each charge 6r or 6b is distributed in the transfer stage corresponding to the second pixel row (second-class pixel row) counted from the downstream side in each unit U. Also, each charge 8b or 8r
Are distributed in the transfer stages corresponding to the fourth pixel row (second-class pixel row) counted from the downstream side in each unit U.

【0053】次いで、図7(B)に示すように、個々の
ユニットUで下流側から数えて2番目の画素行(第2類
画素行)に属する赤色画素Rもしくは青色画素Bに蓄積
された電荷2rもしくは2b、および、4番目の画素行
(第2類画素行)に属する青色画素Bもしくは赤色画素
Rに蓄積された電荷4bもしくは4rを、対応する垂直
電荷転送素子20へ読出す。
Next, as shown in FIG. 7B, the data is accumulated in the red pixel R or the blue pixel B belonging to the second pixel row (second type pixel row) counted from the downstream side in each unit U. The charges 2r or 2b and the charges 4b or 4r accumulated in the blue pixel B or the red pixel R belonging to the fourth pixel row (second type pixel row) are read to the corresponding vertical charge transfer element 20.

【0054】左から数えて2番目の垂直電荷転送素子2
0内、および当該垂直電荷転送素子20から3個おきの
各垂直電荷転送素子20内において、電荷6rと電荷2
rとが加算されて電荷(6r+2r)になると共に、電
荷8bと電荷4bとが加算されて電荷(8b+4b)に
なる。
Second vertical charge transfer device 2 counting from the left
0, and within each of the vertical charge transfer elements 20 every three from the vertical charge transfer element 20, the charge 6r and the charge 2
r and are added to form a charge (6r + 2r), and charge 8b and charge 4b are added to form a charge (8b + 4b).

【0055】また、左から数えて4番目の垂直電荷転送
素子20内、および当該垂直電荷転送素子20から3個
おきの各垂直電荷転送素子20内において、電荷6bと
電荷2bとが加算されて電荷(6b+2b)になると共
に、電荷8rと電荷4rとが加算されて電荷(8r+4
r)になる。
The charges 6b and the charges 2b are added in the fourth vertical charge transfer element 20 counted from the left and in each third vertical charge transfer element 20 from the vertical charge transfer element 20. The charge becomes (6b + 2b), and the charge 8r and the charge 4r are added to each other to obtain the charge (8r + 4b).
r).

【0056】次に、図8(A)に示すように、各垂直電
荷転送素子20内での1転送段分の電荷転送を行い、左
から数えて奇数番目に当たる各垂直電荷転送素子20か
ら水平電荷転送素子40へ電荷(3g+1g)を転送す
る。水平電荷転送素子40へは、各電荷(3g+1g)
が例えば同じタイミングで転送される。
Next, as shown in FIG. 8A, charge transfer for one transfer stage in each vertical charge transfer element 20 is performed, and horizontal transfer is performed from each vertical charge transfer element 20 which is an odd number counted from the left. The charges (3g + 1g) are transferred to the charge transfer element 40. Each charge (3g + 1g) is applied to the horizontal charge transfer device 40.
Are transferred at the same timing, for example.

【0057】水平電荷転送素子40中の升目は、水平電
荷転送素子40での1転送段(1パケット)を示す。1
つの転送段は、例えば2本の水平転送電極を含む。水平
電荷転送素子40の構成については、後に図12を用い
て詳述する。
The squares in the horizontal charge transfer element 40 indicate one transfer stage (one packet) in the horizontal charge transfer element 40. 1
One transfer stage includes, for example, two horizontal transfer electrodes. The configuration of the horizontal charge transfer element 40 will be described later in detail with reference to FIG.

【0058】この後、水平電荷転送素子40へ転送され
た電荷(3g+1g)の各々を、出力回路部50へ順次
転送する。
Thereafter, each of the charges (3g + 1g) transferred to the horizontal charge transfer device 40 is sequentially transferred to the output circuit section 50.

【0059】出力回路部50の動作を制御し、水平電荷
転送素子40から順次出力される電荷(3g+1g)を
当該出力回路部50内で2つずつ加算して加算電荷を生
成する。個々の加算電荷は、不可避的に混入する雑音電
荷を除き、4つの緑色画素Gに蓄積されていた4つ電荷
が混合されたものである。加算電荷を生成するたび毎に
出力回路部50で当該加算電荷を検出して、その量に応
じた信号電圧を生成する。さらに、この信号電圧を増幅
した信号(単位信号)を出力させる。
The operation of the output circuit section 50 is controlled, and the charges (3g + 1g) sequentially output from the horizontal charge transfer element 40 are added two by two in the output circuit section 50 to generate added charges. Each of the added charges is a mixture of the four charges accumulated in the four green pixels G, excluding noise charges that are inevitably mixed. Each time the added charge is generated, the output circuit section 50 detects the added charge and generates a signal voltage according to the amount. Further, a signal (unit signal) obtained by amplifying this signal voltage is output.

【0060】これにより、図2に示した画素加算の組み
合わせのうち、最も下流のユニットUでの第1ブロック
BL1内に分布する緑色画素Gについての4画素加算に
基づいた単位信号が出力回路部50から出力される。
As a result, among the pixel addition combinations shown in FIG. 2, the unit signal based on the 4-pixel addition for the green pixels G distributed in the first block BL1 in the most downstream unit U is output circuit section. It is output from 50.

【0061】次に、図8(B)に示すように、各垂直電
荷転送素子20内での1転送段分の電荷転送を行い、左
から数えて奇数番目に当たる各垂直電荷転送素子20か
ら水平電荷転送素子40へ電荷(7g+5g)を転送す
る。水平電荷転送素子40へは、各電荷(7g+5g)
が例えば同じタイミングで転送される。
Next, as shown in FIG. 8B, charge transfer for one transfer stage in each vertical charge transfer device 20 is performed, and horizontal transfer is performed from each vertical charge transfer device 20 which is an odd number counted from the left. The charge (7 g + 5 g) is transferred to the charge transfer element 40. Each charge (7g + 5g) is applied to the horizontal charge transfer device 40.
Are transferred at the same timing, for example.

【0062】この後、水平電荷転送素子40へ転送され
た電荷(7g+5g)の各々を、出力回路部50へ順次
転送する。
Thereafter, each of the charges (7g + 5g) transferred to the horizontal charge transfer device 40 is sequentially transferred to the output circuit section 50.

【0063】出力回路部50の動作を制御し、水平電荷
転送素子40から順次出力される電荷(7g+5g)を
当該出力回路部50内で2つずつ加算して加算電荷を生
成する。個々の加算電荷は、不可避的に混入する雑音電
荷を除き、4つの緑色画素Gに蓄積されていた4つ電荷
が混合されたものである。加算電荷を生成するたび毎に
出力回路部50で当該加算電荷を検出して、その量に応
じた信号電圧を生成する。さらに、この信号電圧を増幅
した信号(単位信号)を順次出力させる。
The operation of the output circuit section 50 is controlled, and the charges (7g + 5g) sequentially output from the horizontal charge transfer element 40 are added two by two in the output circuit section 50 to generate added charges. Each of the added charges is a mixture of the four charges accumulated in the four green pixels G, excluding noise charges that are inevitably mixed. Each time the added charge is generated, the output circuit section 50 detects the added charge and generates a signal voltage according to the amount. Further, signals (unit signals) obtained by amplifying this signal voltage are sequentially output.

【0064】これにより、図2に示した画素加算の組み
合わせのうち、最も下流のユニットUでの第2ブロック
BL2内に分布する緑色画素Gについての4画素加算に
基づいた単位信号が出力回路部50から出力される。
As a result, of the pixel addition combinations shown in FIG. 2, the unit signal based on the 4-pixel addition for the green pixels G distributed in the second block BL2 in the most downstream unit U is output to the output circuit section. It is output from 50.

【0065】次に、図9(A)に示すように、各垂直電
荷転送素子20内での1転送段分の電荷転送を行うと共
に、左から数えて偶数番目に当たる各垂直電荷転送素子
20から水平電荷転送素子40へ電荷(6r+2r)を
転送する。
Next, as shown in FIG. 9A, charge transfer for one transfer stage in each vertical charge transfer element 20 is performed, and at the same time, from each vertical charge transfer element 20 corresponding to an even number counted from the left. The charges (6r + 2r) are transferred to the horizontal charge transfer element 40.

【0066】次いで、図9(B)に示すように、水平電
荷転送素子40内の各電荷(6r+2r)を2転送段
分、下流側(出力回路部50側)へ転送する。
Next, as shown in FIG. 9B, each charge (6r + 2r) in the horizontal charge transfer element 40 is transferred to the downstream side (output circuit section 50 side) by two transfer stages.

【0067】次いで、図10に示すように、各垂直電荷
転送素子20内での1転送段分の電荷転送を行うと共
に、左から数えて偶数番目に当たる各垂直電荷転送素子
20から水平電荷転送素子40へ電荷(8b+4b)を
転送する。水平電荷転送素子40での1転送段おきの各
転送段に、電荷(6r+2r)と電荷(8b+4b)と
が交互に分布する。
Next, as shown in FIG. 10, charge transfer for one transfer stage in each vertical charge transfer element 20 is performed, and at the same time, from each left vertical charge transfer element 20 counted from the left, the horizontal charge transfer element 20 is transferred. Transfer the charge (8b + 4b) to 40. In the horizontal charge transfer device 40, charges (6r + 2r) and charges (8b + 4b) are alternately distributed in every other transfer stage.

【0068】この後、水平電荷転送素子40内の電荷
(6r+2r)および電荷(8b+4b)の各々を、出
力回路部50へ順次転送する。
After that, the charges (6r + 2r) and the charges (8b + 4b) in the horizontal charge transfer device 40 are sequentially transferred to the output circuit section 50.

【0069】出力回路部50の動作を制御し、水平電荷
転送素子40から最初に転送されてくる電荷(6r+2
r)は掃き出し、2番目以降の電荷は2つずつ加算し
て、加算電荷を生成する。個々の加算電荷は、不可避的
に混入する雑音電荷を除き、電荷(8b+4b)と電荷
(6b+2b)とが混合されたもの、または、電荷(8
r+4r)と電荷(6r+2r)とが混合されたもので
ある。加算電荷を生成するたび毎に出力回路部50で当
該加算電荷を検出して、その量に応じた信号電圧を生成
する。さらに、この信号電圧を増幅した信号(単位信
号)を出力させる。
The charge (6r + 2) first transferred from the horizontal charge transfer element 40 is controlled by controlling the operation of the output circuit section 50.
r) is swept out and the second and subsequent charges are added two by two to generate added charges. The individual added charge is a mixture of the charge (8b + 4b) and the charge (6b + 2b) or the charge (8b + 4b) except noise charge which is inevitably mixed.
r + 4r) and charges (6r + 2r) are mixed. Each time the added charge is generated, the output circuit section 50 detects the added charge and generates a signal voltage according to the amount. Further, a signal (unit signal) obtained by amplifying this signal voltage is output.

【0070】これにより、図2に示した画素加算の組み
合わせのうち、最も下流のユニットU内に分布する青色
画素Bについての4画素加算に基づいた単位信号と、赤
色画素Rについての4画素加算に基づいた単位信号と
が、出力回路部50から交互に出力される。
As a result, among the pixel addition combinations shown in FIG. 2, the unit signal based on the 4-pixel addition for the blue pixel B distributed in the most downstream unit U and the 4-pixel addition for the red pixel R are added. And the unit signal based on are output alternately from the output circuit section 50.

【0071】以下、図2に示した組み合わせでの4画素
加算が完了するまで、下流から数えて2番目以降の各ユ
ニットUについても、上記と同様にして緑色画素Gにつ
いての4画素加算、青色画素Bについての4画素加算、
および赤色画素Rについての4画素加算を行って、出力
回路部50に単位信号を順次生成させる。
Hereinafter, until the 4-pixel addition in the combination shown in FIG. 2 is completed, the same applies to the second and subsequent units U counted from the downstream side in the same manner as described above. 4 pixel addition for pixel B,
Then, four pixel addition is performed on the red pixel R to cause the output circuit section 50 to sequentially generate the unit signals.

【0072】次に、上述した4画素加算を行うことがで
きる固体撮像素子100の具体的な構成について説明す
る。
Next, a specific structure of the solid-state image pickup device 100 capable of performing the above-described 4-pixel addition will be described.

【0073】図11は、固体撮像素子100における光
電変換素子10、垂直電荷転送素子20、水平電荷転送
素子40および出力回路部50の平面配置を概略的に示
す。
FIG. 11 schematically shows the planar arrangement of the photoelectric conversion element 10, the vertical charge transfer element 20, the horizontal charge transfer element 40, and the output circuit section 50 in the solid-state image pickup device 100.

【0074】半導体基板1の一表面に、多数個の光電変
換素子10が画素ずらし配置の下に形成される。各光電
変換素子10は、例えば埋め込み型のフォトダイオード
によって構成される。各参照符号R、G、およびBの意
味は、図1における意味と同じである。
A large number of photoelectric conversion elements 10 are formed on one surface of the semiconductor substrate 1 under the pixel shift arrangement. Each photoelectric conversion element 10 is composed of, for example, an embedded photodiode. The meanings of the reference symbols R, G, and B are the same as those in FIG.

【0075】1つの画素列(光電変換素子列)に1つず
つ、この画素列に沿って蛇行した垂直電荷転送素子20
が配置される。個々の垂直電荷転送素子20は、半導体
基板1に形成された垂直電荷転送チャネル21と、半導
体基板1上に電気的絶縁膜(図示せず)を介して配置さ
れた多数本の第1〜第2垂直転送電極23〜24と、第
1〜第10補助転送電極27a〜27jとを含む。
A vertical charge transfer element 20 meandering along one pixel row (photoelectric conversion element row) one by one.
Are placed. Each of the vertical charge transfer elements 20 includes a vertical charge transfer channel 21 formed on the semiconductor substrate 1 and a plurality of first to first multiples arranged on the semiconductor substrate 1 with an electrically insulating film (not shown) interposed therebetween. The second vertical transfer electrodes 23 to 24 and the first to tenth auxiliary transfer electrodes 27a to 27j are included.

【0076】1つの画素行(光電変換素子行)の下流側
に第1〜第2垂直転送電極23〜24が1本ずつ配置さ
れる。第1垂直転送電極23の各々は、光電変換素子1
0から垂直電荷転送素子20への電荷転送を制御する読
出しゲート30も構成する。図11においては、読出し
ゲート30の位置を判りやすくするために、個々の読出
しゲート30にハッチングを付してある。固体撮像素子
100は、全画素読出し型の固体撮像素子である。
The first and second vertical transfer electrodes 23 to 24 are arranged one by one on the downstream side of one pixel row (photoelectric conversion element row). Each of the first vertical transfer electrodes 23 has a photoelectric conversion element 1
It also constitutes a read gate 30 which controls the charge transfer from 0 to the vertical charge transfer element 20. In FIG. 11, each read gate 30 is hatched in order to make the position of the read gate 30 easy to understand. The solid-state image sensor 100 is an all-pixel readout type solid-state image sensor.

【0077】各垂直電荷転送素子20は4相駆動型のC
CDである。前述したユニットU(図2参照)を形成す
るために、また、ユニットU毎に第1ブロックBL1、
第2ブロックBL2を形成するために、7個のパッドP
V1〜PV7と、独特の配線WL1 とを有する。
Each vertical charge transfer device 20 is a four-phase drive type C
It's a CD. In order to form the above-mentioned unit U (see FIG. 2), and for each unit U, the first block BL1,
To form the second block BL2, seven pads P are formed.
And V1~PV7, have unique and wiring WL 1.

【0078】各画素に蓄積された電荷を個別に検出して
単位信号を生成する個別読出し動作と、図4〜図10を
用いて説明した4画素加算を行って単位信号を生成する
加算読出し動作との両方を行うために、第1相の駆動信
号が駆動信号φV1aとφV1bとに分けられる。駆動
信号φV1aとφV1bとは、加算読出し動作時に異な
ったタイミングで読出しパルスが重畳される以外は、同
じ波形を有する。駆動信号φV1aはパッドPV1およ
び配線WL1 を介して所定の第1垂直転送電極23およ
び補助転送電極に供給され、駆動信号φV1bはパッド
PV2および配線WL1 を介して所定の第1垂直転送電
極23へ供給される。
An individual read operation for individually detecting charges accumulated in each pixel to generate a unit signal and an addition read operation for generating a unit signal by performing 4-pixel addition described with reference to FIGS. 4 to 10. In order to perform both of the above, the first-phase drive signal is divided into drive signals φV1a and φV1b. The drive signals φV1a and φV1b have the same waveform except that read pulses are superimposed at different timings during the addition read operation. Drive signal φV1a is supplied to a predetermined first vertical transfer electrodes 23 and the auxiliary transfer electrode through the pad PV1 and the wiring WL 1, the drive signal φV1b first vertical transfer electrodes 23 in predetermined through pad PV2 and the wiring WL 1 Is supplied to.

【0079】同様に、第3相の駆動信号が駆動信号φV
3a〜φV3cの3つに分けられる。これらの駆動信号
φV3a〜φV3cは、加算読出し動作時に異なったタ
イミングで読出しパルスが重畳される以外は、同じ波形
を有する。駆動信号φV3aはパッドPV4および配線
WL1 を介して、所定の第1垂直転送電極23および補
助転送電極に供給される。駆動信号φV3bはパッドP
V5および配線WL1を介して、駆動信号φV3cはパ
ッドPV6および配線WL1 を介して、それぞれ所定の
第1垂直転送電極23へ供給される。
Similarly, the drive signal of the third phase is the drive signal φV.
3a to φV3c. These drive signals .phi.V3a to .phi.V3c have the same waveform except that the read pulses are superimposed at different timings during the addition read operation. The drive signal φV3a is supplied to the predetermined first vertical transfer electrode 23 and auxiliary transfer electrode via the pad PV4 and the wiring WL 1 . The drive signal φV3b is the pad P
Via V5 and the wiring WL 1, the drive signal φV3c via the pads PV6 and wiring WL 1, is respectively supplied to a predetermined first vertical transfer electrodes 23.

【0080】第2相の駆動信号φV2および第4相の駆
動信号φV4は、それぞれ、パッドPV3またはパッド
PV4および配線WL1 を介して、所定の第2垂直転送
電極24および補助転送電極へ供給される。
The second-phase drive signal φV2 and the fourth-phase drive signal φV4 are supplied to a predetermined second vertical transfer electrode 24 and auxiliary transfer electrode via the pad PV3 or the pad PV4 and the wiring WL 1 , respectively. It

【0081】読出しパルス(電位は例えば15V)は、
駆動信号φV1a、φV1b、φV3a、φV3b、ま
たはφV3cに重畳される。駆動信号に読出しパルスが
重畳されると、この駆動信号の供給を受けた第1垂直転
送電極23に対する各光電変換素子10から、この光電
変換素子10に対応する垂直電荷転送素子20へ、読出
しゲート30を介して電荷が読出される。各垂直電荷転
送素子20は、駆動信号φV1a〜φV1b、φV2、
φV3a〜φV3c、およびφV4によって駆動され
て、光電変換素子10から読出した電荷を水平電荷転送
素子40へ向けて転送する。
The read pulse (potential is, for example, 15 V) is
It is superimposed on the drive signals φV1a, φV1b, φV3a, φV3b, or φV3c. When the read pulse is superimposed on the drive signal, the read gate is transferred from each photoelectric conversion element 10 to the first vertical transfer electrode 23 supplied with the drive signal to the vertical charge transfer element 20 corresponding to the photoelectric conversion element 10. The charge is read out via 30. Each vertical charge transfer element 20 has drive signals φV1a to φV1b, φV2,
Driven by φV3a to φV3c and φV4, the charges read from the photoelectric conversion element 10 are transferred toward the horizontal charge transfer element 40.

【0082】水平電荷転送素子40は、2相の駆動信号
φH1、φH2で駆動される2相駆動型のCCDによっ
て構成され、半導体基板1に形成された水平電荷転送チ
ャネル41と、半導体基板1上に電気的絶縁膜(図示せ
ず)を介して配置された多数本の第1〜第2水平転送電
極とを有する。1つの第1水平転送電極と隣の1つの第
2水平転送電極とが電気的に接続されて、1組の水平転
送電極を構成する。ただし、図11においては第1〜第
2水平転送電極の図示を省略し、これらの水平転送電極
全体の輪郭のみを概略的に描いてある。
The horizontal charge transfer element 40 is composed of a two-phase drive type CCD driven by two-phase drive signals φH1 and φH2, and a horizontal charge transfer channel 41 formed on the semiconductor substrate 1 and the semiconductor substrate 1. And a large number of first to second horizontal transfer electrodes arranged via an electrically insulating film (not shown). One first horizontal transfer electrode and one adjacent second horizontal transfer electrode are electrically connected to form a set of horizontal transfer electrodes. However, in FIG. 11, the illustration of the first and second horizontal transfer electrodes is omitted, and only the outline of the entire horizontal transfer electrodes is schematically drawn.

【0083】水平電荷転送素子40は、垂直電荷転送素
子20から受け取った電荷を出力回路部50へ向けて転
送する。
The horizontal charge transfer element 40 transfers the charge received from the vertical charge transfer element 20 toward the output circuit section 50.

【0084】出力回路部50は、水平電荷転送素子40
から出力された電荷を検出して信号電圧を生成し、この
信号電圧を増幅して出力する。
The output circuit section 50 includes the horizontal charge transfer element 40.
The electric charge output from is detected to generate a signal voltage, and the signal voltage is amplified and output.

【0085】図12は、水平電荷転送素子40から出力
回路部50にかけての構造を概略的に示す。
FIG. 12 schematically shows the structure from the horizontal charge transfer element 40 to the output circuit section 50.

【0086】同図に示すように、半導体基板1は、n型
半導体基板1a、例えばn型シリコン基板1aと、この
n型半導体基板1aの一表面に形成されたp型不純物添
加領域1bとによって構成される。
As shown in the figure, the semiconductor substrate 1 comprises an n-type semiconductor substrate 1a, for example, an n-type silicon substrate 1a, and a p-type impurity doped region 1b formed on one surface of the n-type semiconductor substrate 1a. Composed.

【0087】水平電荷転送チャネル41は、p型不純物
添加領域1bに形成されたn型不純物添加領域41aと
- 型不純物添加領域41bとによって構成される。n
型不純物添加領域41aとn- 型不純物添加領域41b
とが、出力回路部50側からみてこの順番で交互に繰り
返し配置される。n- 型不純物添加領域41bにおける
n型不純物の濃度は、n型不純物添加領域41aにおけ
るn型不純物の濃度よりも低い。
The horizontal charge transfer channel 41 is composed of an n-type impurity added region 41a and an n -- type impurity added region 41b formed in the p-type impurity added region 1b. n
Type impurity doped region 41a and n type impurity doped region 41b
And are alternately and repeatedly arranged in this order when viewed from the output circuit section 50 side. The concentration of the n-type impurity in the n -type impurity added region 41b is lower than the concentration of the n-type impurity in the n-type impurity added region 41a.

【0088】各n型不純物添加領域41a上に1本ず
つ、電気的絶縁膜3を介して第1水平転送電極42が配
置され、各n- 型不純物添加領域41b上に1本ずつ、
電気的絶縁膜3を介して第2水平転送電極43が配置さ
れる。1つの垂直電荷転送素子20当たり2本の第1水
平転送電極42と2本の第2水平転送電極43とが配置
される。
The first horizontal transfer electrodes 42 are arranged one by one on each n-type impurity doped region 41a through the electrical insulating film 3, and one on each n type impurity doped region 41b.
The second horizontal transfer electrode 43 is arranged via the electrically insulating film 3. Two first horizontal transfer electrodes 42 and two second horizontal transfer electrodes 43 are arranged for each vertical charge transfer device 20.

【0089】1つの垂直電荷転送素子20に対応する4
本の第1〜第2水平転送電極42、43のうち、下流側
の2本が共通結線されて駆動信号φH2の供給を受け、
上流側の2本が共通結線されて駆動信号φH1の供給を
受ける。1本の第1水平転送電極42とその上流側の第
2水平転送電極43、および、これらの水平転送電極4
2、43下の水平電荷転送チャネル41は、図4〜図1
0に示した水平電荷転送素子40での1つの升目(電荷
転送段)を構成する。
4 corresponding to one vertical charge transfer device 20.
Of the first to second horizontal transfer electrodes 42 and 43 of the book, two downstream side electrodes are commonly connected and supplied with the drive signal φH2,
The two upstream wires are commonly connected and supplied with the drive signal φH1. One first horizontal transfer electrode 42, the second horizontal transfer electrode 43 on the upstream side thereof, and these horizontal transfer electrodes 4
The horizontal charge transfer channels 41 below 2, 43 are shown in FIGS.
One square (charge transfer stage) in the horizontal charge transfer device 40 shown in FIG.

【0090】なお、第1〜第2水平転送電極42〜43
の各々は、例えば熱酸化膜等の電気的絶縁膜IFによっ
て覆われる。
Incidentally, the first to second horizontal transfer electrodes 42 to 43
Are covered with an electrically insulating film IF such as a thermal oxide film.

【0091】出力回路部50は、例えば、水平電荷転送
素子40の出力端に接続された出力ゲート51と、出力
ゲート51に隣接して半導体基板1に形成されたフロー
ティングディフュージョン領域52(以下、「FD領域
52」と略記する。)と、このFD領域に電気的に接続
されたフローティングディフュージョンアンプ53(以
下、「FDA53」と略記する。)と、FD領域52に
隣接して配置されたリセットゲート54と、リセットゲ
ート54に隣接して半導体基板1に形成されたドレイン
領域55とによって構成される。
The output circuit section 50 includes, for example, an output gate 51 connected to the output terminal of the horizontal charge transfer element 40, and a floating diffusion region 52 (hereinafter, referred to as “ FD region 52 "), a floating diffusion amplifier 53 (hereinafter abbreviated as" FDA 53 ") electrically connected to the FD region, and a reset gate arranged adjacent to the FD region 52. 54 and a drain region 55 formed in the semiconductor substrate 1 adjacent to the reset gate 54.

【0092】出力ゲート51は、例えば、p型不純物添
加領域1bに形成されたn型不純物添加領域によって構
成されるチャネル領域51aと、その上に電気的絶縁膜
3を介して配置されたゲート電極51bとを有する。ゲ
ート電極51bは、例えば熱酸化膜等の電気的絶縁膜I
Fによって覆われる。
The output gate 51 is, for example, a channel region 51a formed by an n-type impurity-added region formed in the p-type impurity-added region 1b, and a gate electrode arranged on the channel region 51a with the electrical insulating film 3 interposed therebetween. 51b. The gate electrode 51b is formed of an electrically insulating film I such as a thermal oxide film.
Covered by F.

【0093】この出力ゲート51は、直流電圧VOGの供
給を受けて、水平電荷転送素子40からFD領域52へ
の電荷転送を行う。
The output gate 51 receives the supply of the DC voltage V OG and transfers charges from the horizontal charge transfer element 40 to the FD region 52.

【0094】FD領域52は、例えばp型不純物添加領
域1bに形成されたn+ 型不純物添加領域によって構成
される。n+ 型不純物添加領域におけるn型不純物の濃
度は、n型不純物添加領域におけるn型不純物の濃度よ
りも高い。
The FD region 52 is composed of, for example, an n + type impurity added region formed in the p type impurity added region 1b. The concentration of the n-type impurity in the n + -type impurity added region is higher than the concentration of the n-type impurity in the n-type impurity added region.

【0095】FDA53は、例えば4つのトランジスタ
Q1、Q2、Q3、Q4を有し、FD領域52内の電荷
を検出して信号電圧を生成する。さらに、この信号電圧
を増幅して出力する。
The FDA 53 has, for example, four transistors Q1, Q2, Q3, and Q4, detects charges in the FD region 52, and generates a signal voltage. Further, this signal voltage is amplified and output.

【0096】リセットゲート54は、例えば、p型不純
物添加領域1bに形成されたn- 型不純物添加領域によ
って構成されるチャネル領域54aと、その上に電気的
絶縁膜3を介して配置されたゲート電極54bとを有す
る。ゲート電極54bは、例えば熱酸化膜等の電気的絶
縁膜IFによって覆われる。
The reset gate 54 is, for example, a channel region 54a formed by an n -- type impurity-added region formed in the p-type impurity-added region 1b, and a gate arranged on the channel region 54a with the electrical insulating film 3 interposed therebetween. And an electrode 54b. The gate electrode 54b is covered with an electrically insulating film IF such as a thermal oxide film.

【0097】このリセットゲート54は、駆動信号φR
Sによって駆動されて、FDA53によって検出された
後の電荷、あるいは、FDA53によって検出する必要
のない電荷を、FD領域52からドレイン領域55へ掃
き出す。
The reset gate 54 has a drive signal φR.
The charges driven by S to be detected by the FDA 53 or the charges that need not be detected by the FDA 53 are swept from the FD region 52 to the drain region 55.

【0098】ドレイン領域55は、例えばp型不純物添
加領域1bに形成されたn+ 型不純物添加領域によって
構成される。ドレイン領域55へ掃き出された電荷は、
例えば電源電圧VDDに吸収される。
The drain region 55 is composed of, for example, an n + type impurity added region formed in the p type impurity added region 1b. The charges swept to the drain region 55 are
For example, it is absorbed by the power supply voltage V DD .

【0099】上述したFD領域52、リセットゲート5
4およびドレイン領域55は、リセットトランジスタを
構成する。
The above-mentioned FD region 52 and reset gate 5
4 and drain region 55 form a reset transistor.

【0100】リセットゲート54を駆動する駆動信号φ
RSの信号波形を適宜選定することにより、出力回路部
50で複数の電荷を加算することができる。
Drive signal φ for driving the reset gate 54
By appropriately selecting the signal waveform of RS, the output circuit unit 50 can add a plurality of charges.

【0101】図13は、個別読出し動作のように、水平
電荷転送素子40から転送されてくる電荷を出力回路部
50で1つずつ検出して単位信号を生成する際の駆動信
号φRSの波形とFD領域52(図12参照)の電位と
の関係を示す。
FIG. 13 shows the waveform of the drive signal φRS when the electric charges transferred from the horizontal charge transfer element 40 are detected one by one in the output circuit section 50 and the unit signal is generated as in the individual reading operation. The relationship with the potential of the FD region 52 (see FIG. 12) is shown.

【0102】同図に示すように、個別読出し動作の下で
の駆動信号φRSは、駆動信号φH1と逆位相の信号で
ある駆動信号φH2と同じタイミングでローレベルL
(電位は、例えば0V)からハイレベルH(電位は、例
えば3V)になる。ただし、駆動信号φRSでのハイレ
ベルHの継続時間は、駆動信号φH2でのハイレベルH
の継続時間よりも短い。
As shown in the figure, the drive signal φRS under the individual read operation has a low level L at the same timing as the drive signal φH2 which is a signal having a phase opposite to that of the drive signal φH1.
(The potential is, for example, 0 V) and changes to the high level H (the potential is, for example, 3 V). However, the duration of the high level H of the drive signal φRS is the same as the high level H of the drive signal φH2.
Shorter than the duration of.

【0103】駆動信号φRSがハイレベルHになるとリ
セットゲート54が開になり、FD領域52(図12参
照)内の電荷がドレイン領域55(図12参照)に掃き
出される。FD領域52の電位が電源電圧VDDとなり、
FD領域52の出力が上昇する。
When the drive signal φRS becomes high level H, the reset gate 54 is opened, and the charge in the FD region 52 (see FIG. 12) is swept out to the drain region 55 (see FIG. 12). The potential of the FD region 52 becomes the power supply voltage V DD ,
The output of the FD area 52 increases.

【0104】駆動信号φRSがローレベルLになると、
リセットゲート54が閉になる。このとき、リセットゲ
ート54とFD領域52との間での静電結合容量によ
り、FD領域52の電位が若干低くなる。この電位の低
下分を、図13に記号ECで示す。
When the drive signal φRS becomes low level L,
The reset gate 54 is closed. At this time, the potential of the FD region 52 is slightly lowered due to the electrostatic coupling capacitance between the reset gate 54 and the FD region 52. This decrease in potential is indicated by the symbol EC in FIG.

【0105】駆動信号φH2がハイレベルH(電位は、
例えば3V)からローレベルL(電位は、例えば0V)
に転じ、水平電荷転送素子40からFD領域52へ電荷
が転送される。FD領域52の電位が、転送されてきた
電荷の電位Vq 分だけ更に低くなる。FD領域52から
の出力も、転送されてきた電荷の電位Vq 分だけ更に低
くなる。
The drive signal φH2 is at the high level H (potential is
For example, 3V) to low level L (potential is 0V)
Then, the charges are transferred from the horizontal charge transfer element 40 to the FD region 52. The potential of the FD region 52 is further lowered by the potential V q of the transferred charges. The output from the FD region 52 is further lowered by the potential V q of the transferred charges.

【0106】FDA53は、1回の電荷転送が行われる
たび毎に、このときのFD領域52からの出力を検出し
て信号電圧を生成し、さらに、この信号電圧を増幅して
出力する。この出力が単位信号となる。
The FDA 53 detects the output from the FD region 52 at this time each time charge transfer is performed, generates a signal voltage, and further amplifies and outputs the signal voltage. This output becomes a unit signal.

【0107】図14(A)および図14(B)は、それ
ぞれ、加算読出し動作時の駆動信号φRSの波形とFD
領域52の電位との関係を示す。
14 (A) and 14 (B) respectively show the waveform of the drive signal φRS and the FD during the addition read operation.
The relationship with the potential of the region 52 is shown.

【0108】図14(A)は、図4〜図10を用いて説
明した緑色画素Gについて4画素加算を行う際のよう
に、水平電荷転送素子40から転送されてくる電荷を出
力回路部50で4つずつ加算して単位信号を生成すると
きの駆動信号φRSの波形とFD領域52の電位との関
係を示す。
In FIG. 14A, the electric charge transferred from the horizontal charge transfer element 40 is output as in the case of performing the four-pixel addition for the green pixel G described with reference to FIGS. 4 to 10. 4 shows the relationship between the waveform of the drive signal φRS and the potential of the FD region 52 when the unit signal is generated by adding four each.

【0109】図14(B)は、図4〜図10を用いて説
明した青色画素についての4画素加算と赤色画素Rにつ
いての4画素加算とを行う際のように、水平電荷転送素
子40から転送されてくる電荷を出力回路部50で2つ
ずつ加算して単位信号を生成するときの駆動信号φRS
の波形とFD領域52の電位との関係を示す。
FIG. 14B shows a case where the horizontal charge transfer element 40 is used as in the case of performing the 4-pixel addition for the blue pixel and the 4-pixel addition for the red pixel R described with reference to FIGS. Drive signal φRS when the transferred electric charges are added by two in the output circuit section 50 to generate a unit signal
2 shows the relationship between the waveform and the potential of the FD region 52.

【0110】図14(A)に示すように、緑色画素Gに
ついて4画素加算を行う際には、駆動信号φH2の4周
期に1回の割合で、駆動信号φRSが駆動信号φH2と
同じタイミングでローレベルLからハイレベルHとな
る。
As shown in FIG. 14A, when the 4-pixel addition is performed for the green pixel G, the drive signal φRS is generated once every four cycles of the drive signal φH2 at the same timing as the drive signal φH2. It changes from low level L to high level H.

【0111】駆動信号φRSがハイレベルHになると、
個別読出し動作時と同様にリセットゲート54が開にな
り、FD領域52内の電荷がドレイン領域55に掃き出
される。FD領域52からの出力が上昇する。
When the drive signal φRS becomes high level H,
As in the case of the individual read operation, the reset gate 54 is opened and the charge in the FD region 52 is swept out to the drain region 55. The output from the FD area 52 increases.

【0112】駆動信号φRSがローレベルLになると、
リセットゲート54が閉になる。このとき、リセットゲ
ート54とFD領域52との間での静電結合容量によ
り、FD領域52の電位が若干低くなる。この電位の低
下分を、図14(A)に記号ECで示す。
When the drive signal φRS becomes low level L,
The reset gate 54 is closed. At this time, the potential of the FD region 52 is slightly lowered due to the electrostatic coupling capacitance between the reset gate 54 and the FD region 52. This decrease in potential is indicated by the symbol EC in FIG.

【0113】駆動信号φRSがローレベルLの間に、駆
動信号φH2がハイレベルHからローレベルLへ、ロー
レベルLからハイレベルHへと繰り返し変化する。この
間、駆動信号φH2がハイレベルHからローレベルLへ
と転じるたび毎に、水平電荷転送素子40からFD領域
52へ電荷が転送される。駆動信号φRSがローレベル
Lの間に、水平電荷転送素子40からFD領域52へ4
回の電荷転送が行われる。
While the drive signal φRS is at the low level L, the drive signal φH2 repeatedly changes from the high level H to the low level L and from the low level L to the high level H. During this time, every time the drive signal φH2 changes from the high level H to the low level L, the charges are transferred from the horizontal charge transfer element 40 to the FD region 52. While the drive signal φRS is at the low level L, 4 from the horizontal charge transfer element 40 to the FD region 52.
Charge transfer is performed twice.

【0114】このうち、1回目と3回目の電荷転送で、
それぞれ、図8(A)に示した電荷(3g+1g)、ま
たは図8(B)に示した電荷(7g+5g)が水平電荷
転送素子40からFD領域52へ転送される。2回目と
4回目の電荷転送では、雑音電荷のみが水平電荷転送素
子40からFD領域52へ転送される。
Of these, in the first and third charge transfer,
The charges (3g + 1g) shown in FIG. 8A or the charges (7g + 5g) shown in FIG. 8B are transferred from the horizontal charge transfer element 40 to the FD region 52, respectively. In the second and fourth charge transfers, only noise charges are transferred from the horizontal charge transfer element 40 to the FD region 52.

【0115】水平電荷転送素子40からFD領域52へ
1回目の電荷転送が行われると、FD領域52の電位
が、転送されてきた電荷(3g+1g)または電荷(7
g+5g)の電位Vq11 分だけ低くなる。FD領域52
からの出力も、転送されてきた電荷の電位Vq11 分だけ
低くなる。水平電荷転送素子40からFD領域52への
2回目の電荷転送が行われると、FD領域52の電位
が、転送されてきた雑音電荷の電位Vq12 分だけ更に低
くなる。FD領域52からの出力も、転送されてきた電
荷の電位Vq12 分だけ更に低くなる。
When the first charge transfer from the horizontal charge transfer device 40 to the FD region 52 is performed, the potential of the FD region 52 is transferred (3g + 1g) or transferred (7g).
g + 5g), which is lowered by the potential V q11 . FD area 52
The output from the device is also lowered by the potential V q11 of the transferred charges. When the second charge transfer from the horizontal charge transfer device 40 to the FD region 52 is performed, the potential of the FD region 52 is further lowered by the potential V q12 of the transferred noise charge. The output from the FD region 52 also becomes lower by the potential V q12 of the transferred charges.

【0116】水平電荷転送素子40からFD領域52へ
3回目の電荷転送が行われると、FD領域52の電位
が、転送されてきた電荷(3g+1g)または電荷(7
g+5g)の電位Vq13 分だけ低くなる。FD領域52
からの出力も、転送されてきた電荷の電位Vq13 分だけ
低くなる。水平電荷転送素子40からFD領域52への
4回目の電荷転送が行われると、FD領域52の電位
が、転送されてきた雑音電荷の電位Vq14 分だけ更に低
くなる。FD領域52からの出力も、転送されてきた電
荷の電位Vq14 分だけ更に低くなる。
When the third charge transfer from the horizontal charge transfer device 40 to the FD region 52 is performed, the potential of the FD region 52 is transferred to the charge (3g + 1g) or the charge (7g).
g + 5g), which is lowered by the potential V q13 . FD area 52
The output from the same also becomes lower by the potential V q13 of the transferred charges. When the fourth charge transfer from the horizontal charge transfer element 40 to the FD region 52 is performed, the potential of the FD region 52 is further lowered by the potential V q14 of the transferred noise charge. The output from the FD region 52 also becomes lower by the potential V q14 of the transferred charges.

【0117】FDA53は、4回の電荷転送が行われる
たび毎に、このときのFD領域52からの出力を検出し
て信号電圧を生成し、さらに、この信号電圧を増幅して
出力する。この出力が単位信号となる。
The FDA 53 detects the output from the FD region 52 at this time every time the charge transfer is performed four times, generates a signal voltage, and further amplifies and outputs the signal voltage. This output becomes a unit signal.

【0118】なお、図14(A)においては、電荷(3
g+1g)または電荷(7g+5g)の電位と雑音電荷
の電位とがほぼ同じ大きさになっているが、実際は、電
荷(3g+1g)または電荷(7g+5g)の電位の方
が雑音電荷の電位よりも遙かに高い。また、厳密には、
緑色画素G、赤色画素R、または青色画素Bから読みd
された電荷を出力回路部50へ転送する際には、これら
の電荷と一緒に雑音電荷も不可避的に転送される。ここ
での説明においては、緑色画素G、赤色画素R、または
青色画素Bから読みだされた電荷と一緒に不可避的に転
送される雑音電荷は無視する。
In FIG. 14A, the charge (3
g + 1g) or charge (7g + 5g) potential and noise charge potential are almost the same, but in reality, the charge (3g + 1g) or charge (7g + 5g) potential is much higher than the noise charge potential. Very expensive. Also, strictly speaking,
Read from green pixel G, red pixel R, or blue pixel B d
When the generated charges are transferred to the output circuit unit 50, noise charges are inevitably transferred together with these charges. In the description here, noise charges inevitably transferred together with the charges read from the green pixel G, the red pixel R, or the blue pixel B are ignored.

【0119】青色画素Bまたは赤色画素Rについて4画
素加算を行う際には、最初にFD領域52へ転送されて
くる電荷(6r+2r)をドレイン領域55へ掃き出し
た後、図14(B)に示すように、駆動信号φH2の2
周期に1回の割合で、駆動信号φRSが駆動信号φH2
と同じタイミングでローレベルLからハイレベルHとな
る。
When performing the 4-pixel addition for the blue pixel B or the red pixel R, the charge (6r + 2r) transferred to the FD region 52 is first swept out to the drain region 55, and then shown in FIG. Drive signal φH2 of 2
The drive signal φRS is changed to the drive signal φH2 once per cycle.
The level changes from low level L to high level H at the same timing.

【0120】駆動信号φRSがハイレベルHになると、
個別読出し動作時と同様にリセットゲート54が開にな
り、FD領域52内の電荷がドレイン領域55に掃き出
される。FD領域52からの出力が上昇する。
When the drive signal φRS becomes high level H,
As in the case of the individual read operation, the reset gate 54 is opened and the charge in the FD region 52 is swept out to the drain region 55. The output from the FD area 52 increases.

【0121】駆動信号φRSがローレベルLになると、
リセットゲート54が閉になる。このとき、リセットゲ
ート54とFD領域52との間での静電結合容量によ
り、FD領域52の電位が若干低くなる。この電位の低
下分を、図14(B)に記号ECで示す。
When the drive signal φRS becomes low level L,
The reset gate 54 is closed. At this time, the potential of the FD region 52 is slightly lowered due to the electrostatic coupling capacitance between the reset gate 54 and the FD region 52. This decrease in potential is indicated by the symbol EC in FIG.

【0122】駆動信号φRSがローレベルLの間に、駆
動信号φH2がハイレベルHからローレベルLへ、ロー
レベルLからハイレベルHへ、ハイレベルHからローレ
ベルLへと順次変化する。この間、駆動信号φH2がハ
イレベルHからローレベルLへと転じるたび毎に、水平
電荷転送素子40からFD領域52へ電荷が転送され
る。駆動信号φRSがローレベルLの間に、水平電荷転
送素子40からFD領域52へ2回の電荷転送が行われ
る。
While the drive signal φRS is at the low level L, the drive signal φH2 sequentially changes from the high level H to the low level L, from the low level L to the high level H, and from the high level H to the low level L. During this time, every time the drive signal φH2 changes from the high level H to the low level L, the charges are transferred from the horizontal charge transfer element 40 to the FD region 52. While the drive signal φRS is at the low level L, charge transfer from the horizontal charge transfer element 40 to the FD region 52 is performed twice.

【0123】駆動信号φRSが奇数回目のローレベルL
の間での1回目の電荷転送で、図10に示した水平電荷
転送素子40内の電荷(8b+4b)がFD領域52へ
転送され、2回目の電荷転送では、図10に示した水平
電荷転送素子40内の電荷(6b+2b)がFD領域5
2へ転送される。
The drive signal φRS is at the odd low level L
Between the horizontal charge transfer element 40 shown in FIG. 10 is transferred to the FD region 52 by the first charge transfer between the horizontal charge transfer elements 40 and the horizontal charge transfer shown in FIG. The charge (6b + 2b) in the element 40 is the FD region 5
2 is transferred.

【0124】駆動信号φRSが偶数回目のローレベルL
の間での1回目の電荷転送で、図10に示した水平電荷
転送素子40内の電荷(8r+4r)がFD領域52へ
転送され、2回目の電荷転送では、図10に示した水平
電荷転送素子40内の電荷(6r+2r)がFD領域5
2へ転送される。
The drive signal φRS is an even-numbered low level L
Between the horizontal charge transfer elements 40 shown in FIG. 10 is transferred to the FD region 52 by the first charge transfer between the horizontal charge transfer elements 40 and the horizontal charge transfer shown in FIG. The charge (6r + 2r) in the element 40 is the FD region 5
2 is transferred.

【0125】水平電荷転送素子40からFD領域52へ
1回目の電荷転送が行われると、FD領域52の電位
が、転送されてきた電荷(8b+4b)、(6b+2
b)、(8r+4r)、または(6r+2r)の電位V
q21 分だけ低くなる。FD領域52からの出力も、転送
されてきた電荷の電位Vq21 分だけ低くなる。水平電荷
転送素子40からFD領域52への2回目の電荷転送が
行われると、FD領域52の電位が、転送されてきた電
荷(8r+4r)、(6r+2r)、(8b+4b)、
または(6b+2b)の電位Vq22分だけ更に低くな
る。FD領域52からの出力も、転送されてきた電荷の
電位Vq22分だけ更に低くなる。
When the first charge transfer from the horizontal charge transfer device 40 to the FD region 52 is performed, the potential of the FD region 52 is transferred to the charges (8b + 4b) and (6b + 2).
b), (8r + 4r), or (6r + 2r) potential V
q21 minutes lower. The output from the FD region 52 is also lowered by the potential V q21 of the transferred charges. When the second charge transfer from the horizontal charge transfer element 40 to the FD region 52 is performed, the potential of the FD region 52 is transferred to the charges (8r + 4r), (6r + 2r), (8b + 4b),
Alternatively, the potential Vq22 of (6b + 2b) is further lowered. The output from the FD region 52 also becomes lower by the potential V q22 of the transferred charges.

【0126】FDA53は、2回の電荷転送が行われる
たび毎に、このときのFD領域52からの出力を検出し
て信号電圧を生成し、さらに、この信号電圧を増幅して
出力する。この出力が単位信号となる。
The FDA 53 detects the output from the FD region 52 at this time every time charge transfer is performed, generates a signal voltage, and further amplifies and outputs the signal voltage. This output becomes a unit signal.

【0127】上述した4画素加算を行うことにより、固
体撮像素子100を用いた撮像装置を増感させることが
できる。
By performing the above-described 4-pixel addition, it is possible to sensitize the image pickup apparatus using the solid-state image pickup element 100.

【0128】次に、第1の実施例による撮像装置につい
て説明する。
Next, the image pickup apparatus according to the first embodiment will be described.

【0129】図15は、第1の実施例による撮像装置
(デジタルスチルカメラ)を概略的に示すブロック図で
ある。同図に示す撮像装置200は、上述した固体撮像
素子100、撮像光学系110、アナログ/ディジタル
処理部115(以下、A/D処理部115」と略記す
る。)、駆動信号生成部120、画像信号生成部13
0、表示装置140、記録部150、制御部160、シ
ャッタボタン170、モードセレクタ180、および閃
光装置190を備えている。
FIG. 15 is a block diagram schematically showing the image pickup apparatus (digital still camera) according to the first embodiment. An image pickup apparatus 200 shown in the figure includes a solid-state image pickup device 100, an image pickup optical system 110, an analog / digital processing unit 115 (hereinafter abbreviated as A / D processing unit 115), a drive signal generation unit 120, and an image. Signal generator 13
0, a display device 140, a recording unit 150, a control unit 160, a shutter button 170, a mode selector 180, and a flash device 190.

【0130】固体撮像素子100の構成については既に
説明したので、ここではその説明を省略する。
Since the structure of the solid-state image pickup device 100 has already been described, the description thereof will be omitted here.

【0131】撮像光学系110は、例えば、複数枚の光
学レンズ、光学レンズを光軸方向に移動させる光学レン
ズ駆動機構、光学絞り、光学絞りを開閉する光学絞り開
閉機構、オプティカルローパスフィルタ等を含んで構成
され、固体撮像素子100上に光学像を結像させる。図
15においては、1枚の光学レンズで撮像光学系110
を代表して示す。図中の矢印Lは光を示す。
The image pickup optical system 110 includes, for example, a plurality of optical lenses, an optical lens driving mechanism for moving the optical lenses in the optical axis direction, an optical diaphragm, an optical diaphragm opening / closing mechanism for opening / closing the optical diaphragm, an optical low pass filter, and the like. And forms an optical image on the solid-state image sensor 100. In FIG. 15, the imaging optical system 110 is composed of one optical lens.
Is shown on behalf of. The arrow L in the figure indicates light.

【0132】A/D処理部115は、固体撮像素子10
0(出力回路部50)から単位信号の供給を受け、アナ
ログ利得調整を行うと共に相関二重サンプリングによる
雑音低減処理を行った後、ディジタル信号に変換する。
The A / D processing section 115 includes the solid-state image pickup device 10.
0 (output circuit unit 50) receives a unit signal, performs analog gain adjustment, performs noise reduction processing by correlated double sampling, and then converts the digital signal.

【0133】駆動信号生成部120は、タイミング信号
発生回路122と駆動回路124とを有する。
The drive signal generation section 120 has a timing signal generation circuit 122 and a drive circuit 124.

【0134】タイミング信号発生回路122は、撮像装
置200の動作モードに応じて異なるタイミングで生成
される各種の信号についての発生のタイミングに関する
データ等を予め記憶した記憶素子(図示せず)を含む。
この記憶素子に記憶されたデータに基づいて、タイミン
グ信号発生回路122は、種々の回路の動作タイミング
の統一をとるための種々のタイミング信号を生成する。
これらのタイミング信号は、駆動回路124、画像信号
生成部130、制御部160等に供給される。また、タ
イミング信号発生回路122は、固体撮像素子100の
駆動に必要な信号を生成する。この信号の一部、例えば
駆動信号φH1、φH2、φRSは固体撮像素子100
へ供給され、残りは駆動回路124に供給される。
The timing signal generation circuit 122 includes a storage element (not shown) in which data relating to generation timings of various signals generated at different timings according to the operation mode of the image pickup apparatus 200 are stored in advance.
Based on the data stored in the storage element, the timing signal generation circuit 122 generates various timing signals for unifying the operation timings of various circuits.
These timing signals are supplied to the drive circuit 124, the image signal generation unit 130, the control unit 160, and the like. The timing signal generation circuit 122 also generates a signal necessary for driving the solid-state imaging device 100. A part of this signal, for example, the drive signals φH1, φH2, and φRS is used for the solid-state image sensor 100.
To the driving circuit 124.

【0135】駆動回路124は、例えば垂直ドライバ、
DC電源等を含んで構成され、タイミング信号発生回路
122から供給される信号に基づいて垂直駆動信号φV
1a〜φ1Vb、φV2、φV3a〜φV3c、および
φV4等の信号を生成する。この信号は、固体撮像素子
100へ供給される。
The drive circuit 124 is, for example, a vertical driver,
The vertical drive signal φV is configured based on the signal supplied from the timing signal generation circuit 122 and includes a DC power source and the like.
Signals such as 1a to φ1Vb, φV2, φV3a to φV3c, and φV4 are generated. This signal is supplied to the solid-state image sensor 100.

【0136】画像信号生成部130は、スイッチング素
子132(以下、「SW素子132」と略記する。)、
第1信号処理回路134、第2信号処理回路136、お
よび第3信号処理回路138を含む。
The image signal generator 130 includes a switching element 132 (hereinafter abbreviated as "SW element 132"),
It includes a first signal processing circuit 134, a second signal processing circuit 136, and a third signal processing circuit 138.

【0137】個別読出し動作時と加算読出し動作時とで
は、固体撮像素子100から出力される単位信号の総数
や、色信号のサンプリング点の配列(図1、図3および
後記の図22参照)が異なる。このため、画像信号生成
部130は、第1信号処理回路134と第2信号処理回
路136とを有する。
During the individual read operation and the addition read operation, the total number of unit signals output from the solid-state image pickup device 100 and the array of sampling points of color signals (see FIGS. 1 and 3 and FIG. 22 described later) are determined. different. Therefore, the image signal generation unit 130 includes the first signal processing circuit 134 and the second signal processing circuit 136.

【0138】SW素子132は、A/D処理部115か
ら出力信号の供給を受け、この出力信号が個別読出し動
作に基づく信号であるときには、この信号を第1信号処
理回路134へ供給する。A/D処理部115からの出
力信号が加算読出し動作に基づく信号であるときには、
この信号を第2信号処理回路136へ供給する。
The SW element 132 receives the supply of the output signal from the A / D processing unit 115, and when the output signal is a signal based on the individual reading operation, supplies the signal to the first signal processing circuit 134. When the output signal from the A / D processing unit 115 is a signal based on the addition read operation,
This signal is supplied to the second signal processing circuit 136.

【0139】第1信号処理回路134および第2信号処
理回路136は、A/D処理部115から出力信号の供
給を受けて種々の処理を行い、再生用の画像データを生
成する。これらの信号は、第3信号処理回路138へ供
給される。
The first signal processing circuit 134 and the second signal processing circuit 136 receive the output signal from the A / D processing unit 115 and perform various processes to generate image data for reproduction. These signals are supplied to the third signal processing circuit 138.

【0140】第3信号処理回路138は、第1信号処理
回路134または第2信号処理回路136から供給され
た画像データに基づいて種々の処理を行い、最終的な出
力形態の画像信号、例えば表示装置140に出力される
形態の画像信号または記録部150に出力される形態の
画像信号を生成する。どのような出力形態の画像信号を
生成するかは、例えば、モードセレクタ180によって
指定される。第3信号処理回路138で生成された画像
信号は、表示装置140または記録部150に供給され
る、また、その一部、例えば輝度信号やオートフォーカ
ス用の制御信号は、制御部160に供給される。
The third signal processing circuit 138 performs various processes based on the image data supplied from the first signal processing circuit 134 or the second signal processing circuit 136, and outputs an image signal in the final output form, for example, a display. The image signal output to the device 140 or the image signal output to the recording unit 150 is generated. The output format of the image signal to be generated is designated by the mode selector 180, for example. The image signal generated by the third signal processing circuit 138 is supplied to the display device 140 or the recording unit 150, and a part thereof, for example, a luminance signal or a control signal for autofocus is supplied to the control unit 160. It

【0141】表示装置140は例えば液晶ディスプレイ
によって構成され、第3信号処理回路138から供給さ
れる画像信号に基づいて静止画または動画を表示する。
The display device 140 is composed of, for example, a liquid crystal display, and displays a still image or a moving image based on the image signal supplied from the third signal processing circuit 138.

【0142】記録部150は、第3信号処理回路138
から供給される画像信号を、例えばメモリカード等の記
録媒体に記録する。
The recording section 150 includes a third signal processing circuit 138.
The image signal supplied from the device is recorded on a recording medium such as a memory card.

【0143】制御部160は、例えば中央演算処理装置
(CPU)によって構成され、シャッタボタン170、
モードセレクタ180、あるいは第3信号処理回路13
8から供給される信号に応じて、撮像光学系110、タ
イミング信号発生回路122、SW素子132、第1信
号処理回路134、第2信号処理回路136、および第
3信号処理回路138の動作を制御する。
The control section 160 is composed of, for example, a central processing unit (CPU), and has a shutter button 170,
Mode selector 180 or third signal processing circuit 13
8 controls the operations of the image pickup optical system 110, the timing signal generation circuit 122, the SW element 132, the first signal processing circuit 134, the second signal processing circuit 136, and the third signal processing circuit 138. To do.

【0144】モードセレクタ180は、撮像装置200
の動作モードを選択するためのスイッチである。
The mode selector 180 is used for the image pickup apparatus 200.
This is a switch for selecting the operation mode of.

【0145】閃光装置190は例えばストロボによって
構成され、制御部160によって動作を制御される。
The flash device 190 is composed of, for example, a strobe, and its operation is controlled by the controller 160.

【0146】撮像装置200は、例えば、個別読出し動
作を行う高画質モードと加算読出し動作を行う高感度モ
ードのどちらの動作モードの下に駆動するのかを、使用
者がモードセレクタ180によって選択することができ
るように構成される。個別読出し動作を行うか加算読出
し動作を行うかを制御部160に判断させる自動撮影モ
ード機能を付加することができる。
The mode selector 180 allows the user to select which of the high image quality mode in which the individual reading operation is performed and the high sensitivity mode in which the additional reading operation is performed in the image pickup apparatus 200. Is configured so that It is possible to add an automatic photographing mode function that causes the control unit 160 to determine whether to perform the individual reading operation or the addition reading operation.

【0147】例えば、電源投入後は強制的に自動撮影モ
ードとなって表示装置140に動画または静止画を表示
することが可能な状態となり、その後にモードセレクタ
180によって別の動作モードが選択されると、その動
作モードの下で表示装置140に動画または静止画を表
示させることが可能な状態となる。
For example, after the power is turned on, the automatic photographing mode is forcibly set to a state in which a moving picture or a still picture can be displayed on the display device 140, and then the mode selector 180 selects another operation mode. Then, the display device 140 is allowed to display a moving image or a still image under the operation mode.

【0148】例えば、高画質モードの下に表示装置14
0に表示された被写体またはその背景からの光量が不足
しているときには、モードセレクタ180によって高感
度モードまたは自動撮影モードを選択し、4画素加算
(加算読出し動作)によって撮像装置200を増感させ
ることができる。
For example, under the high image quality mode, the display device 14 is operated.
When the amount of light from the subject displayed at 0 or its background is insufficient, the mode selector 180 selects the high sensitivity mode or the automatic shooting mode, and the image pickup apparatus 200 is sensitized by the addition of four pixels (addition read operation). be able to.

【0149】前述したように、4画素加算を行ったとき
でも色の解像度の低下、偽色の発生および色のS/N比
の低下を容易に抑制することができる。比較的高い画質
の下に被写体像を撮像することができる。
As described above, it is possible to easily suppress the deterioration of color resolution, the occurrence of false color and the decrease of S / N ratio of color even when the 4-pixel addition is performed. A subject image can be captured with a relatively high image quality.

【0150】必要に応じて閃光装置190を動作させ
て、被写体からの光量を増加させることができる。
If necessary, the flash device 190 can be operated to increase the amount of light from the subject.

【0151】デジタルスチルカメラでは、表示装置14
0をビューファインダーとしても利用することが多い。
その場合には、表示装置140に動画が表示される。固
体撮像素子100の画素数が少ないときには、第1信号
処理回路134によって動画の画像データを生成するこ
とが可能である。固体撮像素子100の画素数が例えば
100万を超える場合には、この固体撮像素子100を
間引き駆動して動画用の単位信号を生成し、専用の信号
処理回路(図示せず)別途設けて動画の画像データを生
成することが好ましい。
In the digital still camera, the display device 14
0 is often used as a viewfinder.
In that case, a moving image is displayed on the display device 140. When the number of pixels of the solid-state image sensor 100 is small, it is possible to generate moving image data by the first signal processing circuit 134. When the number of pixels of the solid-state image pickup device 100 exceeds 1,000,000, for example, the solid-state image pickup device 100 is thinned out to generate a unit signal for a moving image, and a dedicated signal processing circuit (not shown) is separately provided so that the moving image It is preferable to generate the image data of

【0152】次に、図2に示した組み合わせで4画素加
算を行う場合の動作順の他の例について、図16〜図1
9を参照しつつ説明する。
Next, another example of the operation sequence when performing the 4-pixel addition with the combination shown in FIG. 2 will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG.

【0153】図16〜図19は、本例での動作順の主要
部を示す。これらの図に示した構成部材のうち、水平電
荷転送素子140のみが、図4〜図10に示した水平電
荷転送素子40と異なる。水平電荷転送素子140以外
の構成部材は図4〜図10に示した構成部材と同じであ
り、電荷の表示方法の図4〜図10での表示方法と同じ
であるので、これらについてはその説明を省略する。水
平電荷転送素子140の具体的構成については、後に図
20を参照しつつ詳述する。
16 to 19 show the main part of the operation sequence in this example. Among the components shown in these figures, only the horizontal charge transfer element 140 is different from the horizontal charge transfer element 40 shown in FIGS. 4 to 10. The constituent members other than the horizontal charge transfer element 140 are the same as the constituent members shown in FIGS. 4 to 10 and are the same as the display method of FIG. 4 to FIG. 10 of the charge display method. Is omitted. The specific configuration of the horizontal charge transfer device 140 will be described later in detail with reference to FIG.

【0154】まず、図4(A)から図8(A)までの各
図を用いて説明した動作順に従って、図8(A)に示し
たように、左から数えて奇数番目に当たる各垂直電荷転
送素子20から水平電荷転送素子140へ電荷(3g+
1g)を転送する。
First, in accordance with the operation order described with reference to FIGS. 4A to 8A, as shown in FIG. 8A, each vertical charge corresponding to an odd number counted from the left. From the transfer element 20 to the horizontal charge transfer element 140, charge (3 g +
1g) is transferred.

【0155】次に、図16(A)に示すように、左端の
垂直電荷転送素子20から転送された電荷(3g+1
g)、および、左端の垂直電荷転送素子20を基準にし
て3つおきの各垂直電荷転送素子20から転送された電
荷(3g+1g)は水平電荷転送素子140内で転送せ
ずに止めたまま、水平電荷転送素子140内の他の電荷
(3g+1g)を4転送段分、下流側に転送する。
Next, as shown in FIG. 16A, the charges (3g + 1) transferred from the vertical charge transfer element 20 at the left end are transferred.
g), and the charges (3g + 1g) transferred from every third vertical charge transfer device 20 based on the leftmost vertical charge transfer device 20 are not transferred in the horizontal charge transfer device 140 and are stopped, The other charges (3g + 1g) in the horizontal charge transfer device 140 are transferred to the downstream side by four transfer stages.

【0156】左端の垂直電荷転送素子20、および、こ
の垂直電荷転送素子20を基準にして3つおきの垂直電
荷転送素子20に対応する各転送段内で、2つの電荷
(3g+1g)が加算される。第1ブロックBL1(図
2参照)内の緑色画素Gについての4画素加算が行われ
る。図16〜図19においては、加算された2つの電荷
(3g+1g)を記号(3g+1g)×2で表してい
る。
Two charges (3g + 1g) are added in the leftmost vertical charge transfer device 20 and in each transfer stage corresponding to every third vertical charge transfer device 20 based on this vertical charge transfer device 20. It Four-pixel addition is performed for the green pixel G in the first block BL1 (see FIG. 2). 16 to 19, the two added charges (3g + 1g) are represented by the symbol (3g + 1g) × 2.

【0157】次いで、図16(B)に示すように、水平
電荷転送素子140内の各電荷(3g+1g)×2を2
転送段分、下流側へ転送する。
Next, as shown in FIG. 16B, each charge (3g + 1g) × 2 in the horizontal charge transfer element 140 is set to 2 times.
Transfer downstream for the transfer stage.

【0158】次に、図17(A)に示すように、各垂直
電荷転送素子20内での1転送段分の電荷転送を行い、
左から数えて奇数番目に当たる各垂直電荷転送素子20
から水平電荷転送素子140へ電荷(7g+5g)を転
送する。
Next, as shown in FIG. 17A, charge transfer for one transfer stage in each vertical charge transfer element 20 is performed,
Each vertical charge transfer device 20 that is an odd number counted from the left
The electric charge (7 g + 5 g) is transferred to the horizontal charge transfer element 140 from

【0159】次いで、図17(B)に示すように、左端
の垂直電荷転送素子20から転送された電荷(7g+5
g)、および、左端の垂直電荷転送素子20を基準にし
て3つおきの各垂直電荷転送素子20から転送された電
荷(7g+5g)は水平電荷転送素子140内で転送せ
ずにその場に止めたまま、水平電荷転送素子140内の
他の電荷(7g+5g)および電荷(3g+1g)×2
を2転送段分、下流側に転送する。
Next, as shown in FIG. 17B, the charges (7 g + 5) transferred from the vertical charge transfer device 20 at the left end are transferred.
g), and the charges (7g + 5g) transferred from every third vertical charge transfer device 20 based on the leftmost vertical charge transfer device 20 are not transferred in the horizontal charge transfer device 140 but stopped in place. As it is, other charges (7g + 5g) and charges (3g + 1g) in the horizontal charge transfer device 140 × 2
Is transferred to the downstream side by two transfer stages.

【0160】次に、図18(A)に示すように、左端の
垂直電荷転送素子20に対応する転送段内、および、左
端の垂直電荷転送素子20を基準にして1つおきの垂直
電荷転送素子20に対応する各転送段内の電荷(7g+
5g)または(3g+1g)×2は水平電荷転送素子1
40内で転送せずにその場に止めたまま、水平電荷転送
素子140内の他の電荷(7g+5g)を2転送段分、
下流側に転送する。
Next, as shown in FIG. 18A, in the transfer stage corresponding to the leftmost vertical charge transfer element 20, and every other vertical charge transfer with reference to the leftmost vertical charge transfer element 20. Charge (7 g +) in each transfer stage corresponding to the element 20
5g) or (3g + 1g) × 2 is the horizontal charge transfer element 1
The other charges (7 g + 5 g) in the horizontal charge transfer device 140 are transferred by two transfer stages without being transferred in 40 and stopped in place.
Transfer to the downstream side.

【0161】左端の垂直電荷転送素子20、および、こ
の垂直電荷転送素子20を基準にして3つおきの垂直電
荷転送素子20に対応する各転送段内で、2つの電荷
(7g+5g)が加算される。第2ブロックBL2(図
2参照)内の緑色画素Gについての4画素加算が行われ
る。図18〜図19においては、加算された2つの電荷
(7g+5g)を記号(7g+5g)×2で表してい
る。
Two charges (7g + 5g) are added in the leftmost vertical charge transfer device 20 and in each transfer stage corresponding to every third vertical charge transfer device 20 based on this vertical charge transfer device 20. It Four-pixel addition is performed on the green pixel G in the second block BL2 (see FIG. 2). 18 to 19, the two added charges (7g + 5g) are represented by the symbol (7g + 5g) × 2.

【0162】左から数えて3番目の垂直電荷転送素子2
0、および、この垂直電荷転送素子20を基準にして3
つおきの垂直電荷転送素子20に対応する各転送段内に
は、電荷(3g+1g)が分布する。
The third vertical charge transfer device 2 counting from the left
0, and 3 based on this vertical charge transfer device 20
In each transfer stage corresponding to every other vertical charge transfer device 20, charges (3g + 1g) are distributed.

【0163】次いで、図18(B)に示すように、各垂
直電荷転送素子20内での1転送段分の電荷転送を行
い、左から数えて偶数番目に当たる各垂直電荷転送素子
20から水平電荷転送素子140へ電荷(6r+2r)
または電荷(6b+2b)を転送する。
Next, as shown in FIG. 18B, charge transfer for one transfer stage in each vertical charge transfer element 20 is performed, and horizontal charge is transferred from each vertical charge transfer element 20 corresponding to an even number counted from the left. Charge (6r + 2r) to transfer element 140
Alternatively, the charge (6b + 2b) is transferred.

【0164】次に、図19(A)に示すように、水平電
荷転送素子140内の各電荷を4転送段分、下流側へ転
送する。
Next, as shown in FIG. 19A, each charge in the horizontal charge transfer element 140 is transferred to the downstream side by four transfer stages.

【0165】左から数えて奇数番目に当たる垂直電荷転
送素子20に対応する転送段内には、電荷(3g+1
g)×2または電荷(7g+5g)×2が分布する。左
から数えて偶数番目に当たる垂直電荷転送素子20に対
応する転送段内には、電荷(6b+2b)または電荷
(6r+2r)が分布する。
In the transfer stage corresponding to the odd-numbered vertical charge transfer element 20 counting from the left, the charge (3g + 1)
g) × 2 or charge (7 g + 5 g) × 2 is distributed. The charge (6b + 2b) or the charge (6r + 2r) is distributed in the transfer stage corresponding to the even-numbered vertical charge transfer element 20 counted from the left.

【0166】次いで、図19(B)に示すように、各垂
直電荷転送素子20内での1転送段分の電荷転送を行
い、左から数えて偶数番目に当たる各垂直電荷転送素子
20から水平電荷転送素子140へ電荷(8b+4b)
または電荷(8r+4r)を転送する。
Next, as shown in FIG. 19B, charge transfer for one transfer stage in each vertical charge transfer element 20 is performed, and horizontal charge is transferred from each vertical charge transfer element 20 corresponding to an even number counted from the left. Charge to transfer element 140 (8b + 4b)
Alternatively, the charge (8r + 4r) is transferred.

【0167】左から数えて2番目の垂直電荷転送素子2
0、および、この垂直電荷転送素子20を基準にして3
つおきの垂直電荷転送素子20に対応する各転送段内
で、電荷(8b+4b)と電荷(6b+2b)とが加算
される。最も下流のユニットU(図2参照)内の青色画
素Bについての4画素加算が行われる。
Second vertical charge transfer element 2 counting from the left
0, and 3 based on this vertical charge transfer device 20
The charge (8b + 4b) and the charge (6b + 2b) are added in each transfer stage corresponding to every other vertical charge transfer device 20. Four-pixel addition is performed for the blue pixel B in the most downstream unit U (see FIG. 2).

【0168】左から数えて4番目の垂直電荷転送素子2
0、および、この垂直電荷転送素子20を基準にして3
つおきの垂直電荷転送素子20に対応する各転送段内
で、電荷(8r+4r)と電荷(6r+2r)とが加算
される。最も下流のユニットU(図2参照)内の赤色画
素Rについての4画素加算が行われる。
Fourth vertical charge transfer device 2 counting from the left
0, and 3 based on this vertical charge transfer device 20
The charges (8r + 4r) and the charges (6r + 2r) are added in each transfer stage corresponding to every other vertical charge transfer device 20. 4-pixel addition is performed for the red pixel R in the most downstream unit U (see FIG. 2).

【0169】この後、水平電荷転送素子140内の電荷
を出力回路部50へ順次転送する。出力回路部50の動
作を制御して、水平電荷転送素子140から順次転送さ
れてくる電荷を1つずつ検出し、その量に応じた信号電
圧を生成する。さらに、この信号電圧を増幅した信号
(単位信号)を出力させる。
After that, the charges in the horizontal charge transfer element 140 are sequentially transferred to the output circuit section 50. By controlling the operation of the output circuit section 50, the charges sequentially transferred from the horizontal charge transfer element 140 are detected one by one, and a signal voltage corresponding to the amount is generated. Further, a signal (unit signal) obtained by amplifying this signal voltage is output.

【0170】これにより、図2に示した組み合わせの4
画素加算に基づいた単位信号が出力回路部50から出力
される。
As a result, the combination 4 shown in FIG.
A unit signal based on the pixel addition is output from the output circuit unit 50.

【0171】以下、図2に示した組み合わせでの4画素
加算が完了するまで、下流から数えて2番目以降の各ユ
ニットUについても、上記と同様にして緑色画素Gにつ
いての4画素加算、青色画素Bについての4画素加算、
および赤色画素Rについての4画素加算を行って、出力
回路部50に単位信号を順次生成させる。
Hereinafter, until the 4-pixel addition in the combination shown in FIG. 2 is completed, the second-units and subsequent units U counted from the downstream are also subjected to the 4-pixel addition for the green pixel G and the blue in the same manner as described above. 4 pixel addition for pixel B,
Then, four pixel addition is performed on the red pixel R to cause the output circuit section 50 to sequentially generate the unit signals.

【0172】上述した動作順で4画素加算を行うために
は、図12に示した水平電荷転送素子40とは異なる構
成の水平電荷転送素子140を備えた固体撮像素子を用
いることが必要である。
In order to perform the 4-pixel addition in the above-described operation order, it is necessary to use the solid-state image pickup device having the horizontal charge transfer device 140 having a different structure from the horizontal charge transfer device 40 shown in FIG. .

【0173】図20は、図16〜図19を用いて説明し
た動作順で4画素加算を行うことができる固体撮像素子
105での水平電荷転送素子140の構成を概略的に示
す。この固体撮像素子105での水平電荷転送素子14
0以外の構成は、図11に示した固体撮像素子100と
同様である。このため、水平電荷転送素子140以外の
構成の図示は一部の補助転送電極を除いて省略し、水平
電荷転送素子140以外の構成の説明についても、ここ
では省略する。
FIG. 20 schematically shows the configuration of the horizontal charge transfer device 140 in the solid-state image pickup device 105 capable of performing 4-pixel addition in the operation order described with reference to FIGS. The horizontal charge transfer device 14 in the solid-state imaging device 105
The configuration other than 0 is the same as that of the solid-state imaging device 100 shown in FIG. Therefore, the illustration of the configuration other than the horizontal charge transfer element 140 is omitted except for some auxiliary transfer electrodes, and the explanation of the configuration other than the horizontal charge transfer element 140 is also omitted here.

【0174】図示の水平電荷転送素子140は、第1相
の駆動信号が駆動信号φH1a、φH1b、およびφH
1cの3つに分かれて供給されるという点で、図11ま
たは図12に示した水平電荷転送素子40と異なる。他
の構成は、水平電荷転送素子40と同様である。図20
に示した構成要素のうち、図12に示した構成要素と共
通するものについては図12で用いた参照符号と同じ参
照符号を付してその説明を省略する。
In the illustrated horizontal charge transfer device 140, the drive signals of the first phase are drive signals φH1a, φH1b, and φH.
It is different from the horizontal charge transfer element 40 shown in FIG. 11 or FIG. 12 in that it is divided into three and supplied. Other configurations are similar to those of the horizontal charge transfer device 40. Figure 20
Among the components shown in FIG. 12, those common to the components shown in FIG. 12 are designated by the same reference numerals as those used in FIG. 12, and the description thereof will be omitted.

【0175】水平電荷転送素子140に供給される第1
相の駆動信号φH1a〜φH1cは、電荷の加算や部分
的な電荷転送を水平電荷転送素子140内で行うときに
は異なる波形となるが、出力回路部50へ電荷を連続的
に転送する期間では互いに同じ波形になる。
First supplied to the horizontal charge transfer device 140
The phase drive signals φH1a to φH1c have different waveforms when charge addition or partial charge transfer is performed in the horizontal charge transfer element 140, but are the same during the period in which charges are continuously transferred to the output circuit unit 50. It becomes a waveform.

【0176】駆動信号φH1aは、パッドPH1および
配線WL10を介して、7つおきの転送段に供給される。
これらの転送段は、それぞれ、垂直電荷転送素子20の
下流端に対応する。図16〜図19での左端の垂直電荷
転送素子20の下流端に対応する転送段には、この駆動
信号φH1aが供給される。
Drive signal φH1a is supplied to every seventh transfer stage via pad PH1 and wiring WL 10 .
Each of these transfer stages corresponds to the downstream end of the vertical charge transfer device 20. The drive signal φH1a is supplied to the transfer stage corresponding to the downstream end of the vertical charge transfer device 20 at the left end in FIGS.

【0177】駆動信号φH1bは、パッドPH2および
配線WL10を介して、3つおきの転送段に供給される。
これらの転送段は、それぞれ、垂直電荷転送素子20の
下流端に対応する転送段であり、いずれも、駆動信号φ
H1aが供給される転送段からみて2つ下流、または2
つ上流の転送段である。
Drive signal φH1b is supplied to every third transfer stage via pad PH2 and wiring WL 10 .
Each of these transfer stages is a transfer stage corresponding to the downstream end of the vertical charge transfer device 20.
2 downstream from the transfer stage to which H1a is supplied, or 2
It is the upstream transfer stage.

【0178】駆動信号φH1cは、パッドPH3および
配線WL10を介して、垂直電荷転送素子20の下流端に
対応する転送段であって、駆動信号φH1a、φH1b
の供給を受けない転送段に供給される。これらの転送段
は、7つおきに分布する。
[0178] driving signals φH1c via pads PH3 and the wiring WL 10, a transfer stage corresponding to the downstream end of the vertical charge transfer device 20, the drive signal φH1a, φH1b
Is supplied to the transfer stage that is not supplied with. These transfer stages are distributed every 7th.

【0179】第2相の駆動信号φH2は、パッドPH4
および配線WL10を介して、垂直電荷転送素子20の下
流端には対応しない転送段に供給される。
The second phase drive signal φH2 is supplied to the pad PH4.
And the line WL 10 to the transfer stage not corresponding to the downstream end of the vertical charge transfer device 20.

【0180】図16〜図19を用いて既に説明したよう
に、水平電荷転送素子140内では4画素加算が行われ
る。このため、水平電荷転送素子140については、図
11または図12に示した水平電荷転送素子40に比べ
て転送容量を大きくすることが好ましい。
As already described with reference to FIGS. 16 to 19, four pixel addition is performed in the horizontal charge transfer element 140. Therefore, it is preferable that the horizontal charge transfer element 140 has a larger transfer capacity than the horizontal charge transfer element 40 shown in FIG. 11 or 12.

【0181】水平電荷転送素子140の転送容量は、例
えば、水平電荷転送チャネル41のチャネル幅を広くす
ることによて、または、水平電荷転送チャネル41での
不純物濃度を高くすると共に駆動信号のハイレベルでの
電位も高くすることによって、大きくすることができ
る。
The transfer capacity of the horizontal charge transfer element 140 can be increased, for example, by increasing the channel width of the horizontal charge transfer channel 41 or by increasing the impurity concentration in the horizontal charge transfer channel 41 and increasing the drive signal high. It can be increased by also increasing the potential at the level.

【0182】図20に示した固体撮像素子105を利用
して、図15に示した撮像装置200と同様の撮像装置
(デジタルスチルカメラ)を構成することができる。
By using the solid-state image pickup device 105 shown in FIG. 20, an image pickup device (digital still camera) similar to the image pickup device 200 shown in FIG. 15 can be constructed.

【0183】ただし、4画素加算を行う場合には、図1
6〜図19を用いて既に説明したように、垂直電荷転送
素子20、水平電荷転送素子140、出力回路部50の
動作が異なってくる。このため、図15に示した固体撮
像素子100に代えて固体撮像素子105を配置しただ
けでは、所望の4画素加算を行うことができない。
However, in the case of performing 4-pixel addition, as shown in FIG.
As already described with reference to FIGS. 6 to 19, the operations of the vertical charge transfer element 20, the horizontal charge transfer element 140, and the output circuit section 50 are different. Therefore, the desired 4-pixel addition cannot be performed only by disposing the solid-state image sensor 105 in place of the solid-state image sensor 100 shown in FIG.

【0184】図15に示した駆動信号生成部120の機
能を、図16〜図19を用いて説明した4画素加算に必
要な駆動信号を生成することができるように変更するこ
とが必要である。具体的には、タイミング信号生成回路
122が備えている前述の記憶素子に記憶させるデータ
を、図16〜図19を用いて説明した4画素加算動作に
合わせた所定のデータに変更することが必要である。
It is necessary to change the function of the drive signal generator 120 shown in FIG. 15 so that the drive signal necessary for the 4-pixel addition described with reference to FIGS. 16 to 19 can be generated. . Specifically, it is necessary to change the data stored in the above-described storage element included in the timing signal generation circuit 122 into the predetermined data that matches the four-pixel addition operation described with reference to FIGS. Is.

【0185】また、固体撮像素子105と固体撮像素子
100とでは、緑色画素Gについての4画素加算に基づ
く単位信号、青色画素Bについての4画素加算に基づく
単位信号、および赤色画素Rについての4画素加算に基
づく単位信号が異なる順序で出力される。このため、第
2信号処理回路136についてもその構成を若干変更す
ることが必要である。
In the solid-state image pickup device 105 and the solid-state image pickup device 100, a unit signal based on 4-pixel addition for the green pixel G, a unit signal based on 4-pixel addition for the blue pixel B, and a unit signal based on 4-pixel addition for the red pixel R. Unit signals based on pixel addition are output in different orders. Therefore, it is necessary to slightly change the configuration of the second signal processing circuit 136 as well.

【0186】次に、4画素加算を行う際に互いに加算さ
れる画素の組み合わせの他の一例について説明する。
Next, another example of a combination of pixels which are added to each other when four-pixel addition is performed will be described.

【0187】図21は、図2に示した固体撮像素子10
0を用いて4画素加算を行う際に互いに加算される画素
の組み合わせの他の例を示す。同図に示した構成要素は
全て図2に示されているので、図2に示した構成要素と
共通する構成要素には図2で用いた参照符号と同じ参照
符号を付して、その説明を省略する。
FIG. 21 is a solid-state image pickup device 10 shown in FIG.
Another example of a combination of pixels to be added to each other when four-pixel addition is performed using 0 will be shown. Since all the constituent elements shown in FIG. 2 are shown in FIG. 2, constituent elements common to those shown in FIG. 2 are designated by the same reference numerals as those used in FIG. Is omitted.

【0188】図21に示すように、本例では、青色画素
Bおよび赤色画素Rについては、それぞれ、図2に示し
た例と同様の組み合わせで4画素加算を行う。
As shown in FIG. 21, in this example, for the blue pixel B and the red pixel R, four pixel addition is performed in the same combination as in the example shown in FIG.

【0189】緑色画素Gについては、第1ブロックBL
1内で列方向に隣り合う2個の緑色画素Gと、第2ブロ
ックBL2内で列方向に隣り合う2個の緑色画素Gとを
加算して、4画素加算を行う。互いに加算される4個の
緑色画素Gのうち、第1ブロックBL1に属する2個の
緑色画素Gは、第2ブロックBL2に属する2個の緑色
画素Gよりも、出力回路部50からみて2画素列だけ上
流側に位置する。
For the green pixel G, the first block BL
Two green pixels G adjacent to each other in the column direction in 1 and two green pixels G adjacent to each other in the column direction in the second block BL2 are added to perform four-pixel addition. Of the four green pixels G to be added to each other, the two green pixels G belonging to the first block BL1 are two pixels as viewed from the output circuit section 50, as compared with the two green pixels G belonging to the second block BL2. Only the row is located upstream.

【0190】図22は、図21に示した組み合わせで4
画素加算を行ったときに互いに加算される4個の画素の
幾何学中心をその画素の色G、R、またはBで示す。
FIG. 22 shows 4 combinations of the combinations shown in FIG.
The geometric center of four pixels that are added to each other when pixel addition is performed is shown by the color G, R, or B of the pixel.

【0191】同図から明らかなように、図21に示した
組み合わせでの4画素加算に基づく単位信号の生成は、
図22に示す位置に配置された緑色画素G、赤色画素
R、および青色画素Bから読み出した電荷に基づいて単
位信号を生成することにほぼ相当する。
As is clear from the figure, the generation of the unit signal based on the 4-pixel addition in the combination shown in FIG.
This is almost equivalent to generating a unit signal based on the charges read from the green pixel G, the red pixel R, and the blue pixel B arranged at the positions shown in FIG.

【0192】図2に示した組み合わせでの4画素加算に
比べれば、垂直方向(画素列方向)での緑色画素Gの数
が低減することから、垂直方向の解像度が低下する。そ
の反面、水平方向の解像度は向上する。また、この組み
合わせでの4画素加算を行った場合には、図15に示し
た撮像装置200を構成するときに、第2信号処理回路
136の構成が簡単になる。
Compared to the 4-pixel addition in the combination shown in FIG. 2, the number of green pixels G in the vertical direction (pixel column direction) is reduced, so the resolution in the vertical direction is reduced. On the other hand, the horizontal resolution is improved. Further, when the 4-pixel addition is performed in this combination, the configuration of the second signal processing circuit 136 becomes simple when configuring the imaging device 200 shown in FIG.

【0193】このため、図21に示した組み合わせで4
画素加算を行ったときも、色の解像度の低下、偽色の発
生、および色のS/N比の低下が抑制される。
For this reason, the combination shown in FIG.
Even when pixel addition is performed, deterioration of color resolution, occurrence of false color, and decrease of color S / N ratio are suppressed.

【0194】図21に示した組み合わせで4画素加算を
行う場合の動作順は、緑色画素Gについて4画素加算を
行うための動作が一部異なる以外は、図2に示した組み
合わせで4画素加算を行う場合の動作順と同様である。
When the 4-pixel addition is performed in the combination shown in FIG. 21, the 4-pixel addition is performed in the combination shown in FIG. 2 except that the operation for performing the 4-pixel addition for the green pixel G is partially different. The operation sequence is the same as when performing.

【0195】図23(A)および図23(B)は、本例
での動作順の主要部を示す。これらの図に示した構成要
素は全て図4〜図10に示されているので、図4〜図1
0に示した構成要素と共通する構成要素には図4〜図1
0で用いた参照符号と同じ参照符号を付して、その説明
を省略する。
23 (A) and 23 (B) show the main part of the operation sequence in this example. Since all the components shown in these figures are shown in FIGS. 4 to 10, FIGS.
0 to the components common to those shown in FIG.
The same reference numerals as those used in 0 are attached and the description thereof is omitted.

【0196】図21に示した組み合わせで4画素加算を
行う際には、まず、図4(A)から図8(A)までの各
図を用いて説明した動作順に従って、図8(A)に示し
たように、左から数えて奇数番目に当たる各垂直電荷転
送素子20から水平電荷転送素子140へ電荷(3g+
1g)を転送する。
When four-pixel addition is performed with the combination shown in FIG. 21, first, according to the operation sequence described with reference to FIGS. 4A to 8A, FIG. As shown in FIG. 5, the charges (3 g +) from each vertical charge transfer element 20 which is an odd number counted from the left to the horizontal charge transfer element 140.
1g) is transferred.

【0197】次に、図23(A)に示すように、水平電
荷転送素子40内の各電荷(3g+1g)を2転送段
分、下流側に転送する。最も下流に分布していた電荷
(3g+1g)は、水平電荷転送素子40から出力回路
部50へ転送され、ここでドレイン領域55(図12参
照)へ掃き出される。
Next, as shown in FIG. 23A, each charge (3g + 1g) in the horizontal charge transfer device 40 is transferred to the downstream side by two transfer stages. The charges (3g + 1g) distributed in the most downstream are transferred from the horizontal charge transfer device 40 to the output circuit unit 50, and are swept out to the drain region 55 (see FIG. 12) here.

【0198】次いで、図23(B)に示すように、各垂
直電荷転送素子20内での1転送段分の電荷転送を行
い、左から数えて奇数番目に当たる各垂直電荷転送素子
20から水平電荷転送素子140へ電荷(7g+1g)
を転送する。水平電荷転送素子40での1転送段おきの
各転送段に、電荷(7g+5g)と電荷(3g+1g)
とが交互に分布する。
Next, as shown in FIG. 23B, charge transfer for one transfer stage in each vertical charge transfer element 20 is performed, and horizontal charge is transferred from each vertical charge transfer element 20 which is an odd number counted from the left. Charge to transfer element 140 (7g + 1g)
To transfer. The charge (7g + 5g) and the charge (3g + 1g) are added to every other transfer stage in the horizontal charge transfer device 40.
And are distributed alternately.

【0199】次に、水平電荷転送素子40内の電荷(7
g+5g)および電荷(3g+1g)の各々を、出力回
路部50へ順次転送する。
Next, the charges (7
g + 5g) and charges (3g + 1g) are sequentially transferred to the output circuit section 50.

【0200】出力回路部50の動作を制御し、水平電荷
転送素子40から転送されてくる電荷を2つずつ加算し
て加算電荷を生成する。個々の加算電荷は、不可避的に
混入する雑音電荷を除き、電荷(7g+5g)と電荷
(3g+1g)とが混合されたものである。加算電荷を
生成するたび毎に出力回路部50で当該加算電荷を検出
して、その量に応じた信号電圧を生成する。さらに、こ
の信号電圧を増幅した信号(単位信号)を出力させる。
The operation of the output circuit section 50 is controlled, and the charges transferred from the horizontal charge transfer element 40 are added two by two to generate added charges. Each individual charge is a mixture of charges (7g + 5g) and charges (3g + 1g) except for noise charges which are inevitably mixed. Each time the added charge is generated, the output circuit section 50 detects the added charge and generates a signal voltage according to the amount. Further, a signal (unit signal) obtained by amplifying this signal voltage is output.

【0201】これにより、図23に示した画素加算の組
み合わせのうち、最も下流のユニットU内に分布する緑
色画素Gについての4画素加算に基づいた単位信号が、
出力回路部50から出力される。
As a result, among the pixel addition combinations shown in FIG. 23, the unit signal based on the 4-pixel addition for the green pixel G distributed in the most downstream unit U is
It is output from the output circuit section 50.

【0202】この後、図9(A)から図10までの各図
を用いて説明した動作順に従って、赤色画素Rについて
の4画素加算と青色画素Bについての4画素加算とを行
って、これらの画素加算に基づいた単位信号を出力回路
部50に生成させる。
Thereafter, in accordance with the operation order described with reference to FIGS. 9A to 10, four pixel addition for the red pixel R and four pixel addition for the blue pixel B are performed, The output circuit unit 50 is caused to generate a unit signal based on the pixel addition of.

【0203】以下、図2に示した組み合わせでの4画素
加算が完了するまで、下流から数えて2番目以降の各ユ
ニットUについても、上記と同様にして緑色画素Gにつ
いての4画素加算、青色画素Bについての4画素加算、
および赤色画素Rについての4画素加算を行って、出力
回路部50に単位信号を順次生成させる。
Hereinafter, until the 4-pixel addition in the combination shown in FIG. 2 is completed, the second-units and subsequent units U counted from the downstream are also subjected to the 4-pixel addition for the green pixel G and the blue in the same manner as described above. 4 pixel addition for pixel B,
Then, four pixel addition is performed on the red pixel R to cause the output circuit section 50 to sequentially generate the unit signals.

【0204】次に、第2の実施例による撮像装置につい
て説明する。
Next, an image pickup apparatus according to the second embodiment will be described.

【0205】図24は、第2の実施例による撮像装置
(デジタルスチルカメラ)を概略的に示すブロック図で
ある。同図に示す撮像装置300は、図15に示した画
像信号生成部130とは異なる構成および機能を有する
画像信号生成部230を備えると共に、図15に示した
制御部160に幾つかの機能が付加された制御部260
を備える。さらに、図15に示したモードセレクタ18
0よりも選択できる動作モードが増えたモードセレクタ
280を備える。
FIG. 24 is a block diagram schematically showing an image pickup apparatus (digital still camera) according to the second embodiment. The image pickup apparatus 300 shown in the figure includes an image signal generation section 230 having a configuration and a function different from those of the image signal generation section 130 shown in FIG. 15, and the control section 160 shown in FIG. Added control unit 260
Equipped with. Further, the mode selector 18 shown in FIG.
A mode selector 280 having more operation modes that can be selected than 0 is provided.

【0206】図24に示した構成部材のうち、図15に
示した構成部材と共通する構成部材には図15で用いた
参照符号と同じ参照符号を付して、その説明を省略す
る。
Of the constituent members shown in FIG. 24, the constituent members common to those shown in FIG. 15 are designated by the same reference numerals as those used in FIG. 15, and the description thereof will be omitted.

【0207】図示の撮像装置300での画像信号生成部
230は、個別読出し動作によって第1信号処理回路1
34から出力される画像データと、加算読出し動作によ
って第2信号処理回路136から出力される画像データ
とを合成して、1つの画像データを生成する合成処理回
路234を有する。
The image signal generator 230 in the image pickup apparatus 300 shown in the drawing uses the first signal processing circuit 1 by the individual reading operation.
The image processing apparatus includes a combining processing circuit 234 that combines the image data output from the image processing apparatus 34 and the image data output from the second signal processing circuit 136 by the addition reading operation to generate one image data.

【0208】第1信号処理回路134から出力される画
像データ、第2信号処理回路136から出力される画像
データ、および合成処理回路234から出力される画像
データは、第2スイッチング素子232(以下、「第2
SW素子232」と略記する。)によって、合成処理回
路234または第3信号処理回路236に振り分けられ
る。
The image data output from the first signal processing circuit 134, the image data output from the second signal processing circuit 136, and the image data output from the synthesizing processing circuit 234 are stored in the second switching element 232 (hereinafter "Second
SW element 232 ”is abbreviated. ), It is distributed to the synthesis processing circuit 234 or the third signal processing circuit 236.

【0209】第3信号処理回路236は、第1信号処理
回路134から出力される画像データ、第2信号処理回
路136から出力される画像データ、および合成処理回
路234から出力される画像データのいずれが供給され
た場合でも、この画像データに基づいて最終的な出力形
態の画像信号、例えば表示装置140に出力される形態
の画像信号または記録部150に出力される形態の画像
信号を生成する。どのような出力形態の画像信号を生成
するかは、例えば、モードセレクタ280によって指定
される。
The third signal processing circuit 236 is one of the image data output from the first signal processing circuit 134, the image data output from the second signal processing circuit 136, and the image data output from the synthesizing processing circuit 234. Is supplied, an image signal in a final output form, for example, an image signal in a form output to the display device 140 or an image signal in a form output to the recording unit 150 is generated based on this image data. The output format of the image signal to be generated is designated by the mode selector 280, for example.

【0210】制御部260には、図15に示した制御部
160が有する機能の他に、第2SW素子232および
合成処理回路234の動作を制御する機能が付加され
る。
In addition to the function of control unit 160 shown in FIG. 15, control unit 260 has a function of controlling the operations of second SW element 232 and synthesis processing circuit 234.

【0211】撮像装置300は、例えば、個別読出し動
作を行う高画質モード、加算読出し動作を行う高感度モ
ード、および、合成処理回路232で合成処理を行う画
像合成モードのどの動作モードの下に駆動するのかを、
使用者がモードセレクタ280によって選択することが
できるように構成される。図15に示した撮像装置20
0に比べ、モードセレクタ280によって選択すること
ができる動作モードが1つ増加する。
The image pickup apparatus 300 is driven under which operation mode, for example, a high image quality mode for performing an individual reading operation, a high sensitivity mode for performing an addition reading operation, and an image synthesizing mode for performing synthesizing processing by the synthesizing processing circuit 232. Do you
It is configured so that the user can select it by the mode selector 280. Imaging device 20 shown in FIG.
Compared with 0, the number of operation modes that can be selected by the mode selector 280 is increased by one.

【0212】撮像装置300には、図15に示した撮像
装置200と同様に、高画質モード、高感度モード、お
よび画像合成モードのいずれの動作モードの下に駆動す
るのかを制御部260に判断させる自動撮影モード機能
を付加することができる。
In the image pickup apparatus 300, as in the image pickup apparatus 200 shown in FIG. 15, the control unit 260 determines which one of the high image quality mode, the high sensitivity mode, and the image combination mode should be used for driving. An automatic shooting mode function can be added.

【0213】図25は、表示装置140をビューファイ
ンダーとして使用している状態から画像合成モードの下
に閃光装置190を動作させて静止画を撮影するとき
の、固体撮像素子100からの出力の種別の遷移を示
す。
FIG. 25 shows the type of output from the solid-state image pickup device 100 when the flash device 190 is operated in the image combining mode to shoot a still image from the state where the display device 140 is used as a viewfinder. Shows the transition of.

【0214】固体撮像素子100は、表示装置140を
ビューファインダーとして使用するために、ブランキン
グパルスVD1によって規定される時刻T1 までは動画
動作(例えば間引き動作)に基づいて動画表示用の単位
信号を生成し、出力する。そのため、時刻T1 と、ブラ
ンキングパルスVD2によって規定される時刻T2 との
間でシャッタボタン170が押されても、次のフレーム
が始まる時刻T2 までは、動画用の単位信号が固体撮像
素子100から出力される。図25においては、この出
力を「MV出力」と表記している。
In order to use the display device 140 as a viewfinder, the solid-state image pickup device 100 is a unit signal for displaying a moving image based on a moving image operation (for example, thinning operation) until time T 1 defined by the blanking pulse VD1. Is generated and output. Therefore, even if the shutter button 170 is pressed between the time T 1 and the time T 2 defined by the blanking pulse VD2, the unit signal for moving images is captured by the solid-state image pickup until the time T 2 when the next frame starts. It is output from the element 100. In FIG. 25, this output is described as “MV output”.

【0215】画像合成モードの下で時刻T1 と時刻T2
との間の時刻にシャッタボタン170が押されると、固
体撮像素子100は、まず、時刻T2 以降、加算読出し
動作の下に単位信号を生成し、出力する。図25におい
ては、この出力を「高感度出力」と表記している。被写
体とその背景とが離れている場合には、たとえ閃光装置
190を動作させても、背景からの光量を増大させるこ
とは困難である。背景までも明るく撮影するためには、
加算読出し動作によって撮像装置300を増感させるこ
とが望まれる。
Under the image composition mode, time T 1 and time T 2
When the shutter button 170 is pressed at a time between and, the solid-state imaging device 100 first generates and outputs the unit signal under the addition read operation after the time T 2 . In FIG. 25, this output is described as “high sensitivity output”. When the subject and its background are distant from each other, it is difficult to increase the amount of light from the background even if the flash device 190 is operated. To shoot the background brightly,
It is desired to sensitize the imaging device 300 by the addition read operation.

【0216】加算読出し動作が終了すると、ブランキン
グパルスVD3によって規定される時刻T5 から時刻T
6 にかけて次のフレームが始まる。時刻T2 と時刻T5
との間の時刻T3 から時刻T4 にかけて、撮影シーンに
応じて、閃光装置190が動作する。閃光装置190を
動作させることにより、近くの被写体は閃光を受けて明
るくなる。近くの被写体については、個別読出し動作で
も十分な強度の信号が得られる。
When the addition read operation is completed, the time T 5 to the time T 5 defined by the blanking pulse VD3 is reached.
The next frame starts over 6 . Time T 2 and time T 5
From time T 3 to time T 4 between and, the flash device 190 operates according to the shooting scene. By operating the flash device 190, a nearby subject receives a flash and becomes bright. For a subject in the vicinity, a signal of sufficient intensity can be obtained even by the individual reading operation.

【0217】次いで、固体撮像素子100は、時刻T5
以降、個別読出し動作の下に単位信号を生成し、出力す
る。図25においては、この出力を「高解像度出力」と
表記している。閃光装置190を上述のように動作させ
たとすると、高解像度出力に基づいて、閃光装置190
からの発光によって照られた被写体の画像信号(静止画
信号)が生成される。
Then, the solid-state image pickup device 100 operates at time T 5.
After that, the unit signal is generated and output under the individual reading operation. In FIG. 25, this output is described as “high resolution output”. If the flash device 190 is operated as described above, the flash device 190 is based on the high resolution output.
The image signal (still image signal) of the illuminated subject is generated by the light emission from.

【0218】固体撮像素子100からの高感度出力と高
解像度出力とは、記憶素子(図24においては図示せ
ず。例えばDRAMが使用される。)に一旦記憶され
る。その後、高感度出力は第2信号処理回路136で信
号処理され、高解像度出力は第1信号処理回路134で
信号処理される。
The high-sensitivity output and high-resolution output from the solid-state image pickup device 100 are temporarily stored in a storage device (not shown in FIG. 24. For example, a DRAM is used). Then, the high-sensitivity output is signal-processed by the second signal processing circuit 136, and the high-resolution output is signal-processed by the first signal processing circuit 134.

【0219】第1信号処理回路134で生成された画像
データと第2信号処理回路136で生成された画像デー
タとは合成処理回路234へ供給され、ここで1つの画
像データに合成された後に信号処理回路236へ送られ
る。信号処理回路236は、合成処理回路234から画
像データの供給を受けて、1つの静止画用の画像信号を
表示装置149または記録部150へ供給する。
The image data generated by the first signal processing circuit 134 and the image data generated by the second signal processing circuit 136 are supplied to the synthesizing processing circuit 234, where the image data is synthesized into one image data and then signaled. It is sent to the processing circuit 236. The signal processing circuit 236 receives the image data supplied from the synthesis processing circuit 234 and supplies one image signal for a still image to the display device 149 or the recording unit 150.

【0220】この画像信号に基づく再生画像では、例え
ば、被写体の背景が加算読出し動作に基づく映像とな
り、被写体自体は個別読出し動作に基づく映像となる。
In the reproduced image based on this image signal, for example, the background of the subject becomes an image based on the addition reading operation, and the subject itself becomes an image based on the individual reading operation.

【0221】被写体およびその背景が暗いシーンであっ
ても、被写体とその背景の両方が明るく再現された画像
を得ることができる。
Even in a scene in which the subject and its background are dark, it is possible to obtain an image in which both the subject and its background are reproduced brightly.

【0222】以上、実施例による撮像装置およびその駆
動方法について説明したが、本発明は上述した実施例に
限定されるものではない。種々の変更、改良、組み合わ
せ等が可能であることは当業者に自明であろう。
Although the image pickup apparatus and the driving method thereof according to the embodiments have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, improvements, combinations and the like can be made.

【0223】例えば、緑色画素、赤色画素、および青色
画素の3種類の画素の配列は、図1に示した配列に限定
されるものではない。図1に示した配列のうちで最下流
側の1〜2つの画素行を無視した配列、あるいは図1で
の左端側の1〜2つの画素列を無視した配列であっても
よい。
For example, the arrangement of three types of pixels, that is, green pixels, red pixels, and blue pixels is not limited to the arrangement shown in FIG. Of the array shown in FIG. 1, one or two pixel rows on the most downstream side may be ignored, or one or two pixel columns on the left end side in FIG. 1 may be ignored.

【0224】画素は、原色系の画素に限定されるもので
はなく、補色系の画素であってもよい。
The pixels are not limited to primary color pixels, but may be complementary color pixels.

【0225】図26および図27は、補色系の画素を備
えた固体撮像素子での画素、垂直電荷転送素子20、水
平電荷転送素子40、および出力回路部50の平面配置
を概略的に示す。これらの図に示した構成要素のうち、
図11に示した構成要素と共通するもについては図11
で用いた参照符号と同じ参照符号を付してその説明を省
略する。
FIGS. 26 and 27 schematically show the planar arrangement of pixels in the solid-state image pickup device including complementary color pixels, the vertical charge transfer device 20, the horizontal charge transfer device 40, and the output circuit section 50. Of the components shown in these figures,
11 is the same as the component shown in FIG.
The same reference numerals as those used in step 1 are attached and the description thereof is omitted.

【0226】図26(A)に示す固体撮像素子107a
では、緑色画素G、シアン色画素Cy、および黄色画素
Yeが画素ずらし配置されている。緑色画素Gが第1類
画素行を構成し、シアン色画素Cyと黄色画素Yeとが
第2類画素行を構成する。
The solid-state image sensor 107a shown in FIG.
In, the green pixel G, the cyan pixel Cy, and the yellow pixel Ye are arranged in a shifted manner. The green pixel G constitutes a first type pixel row, and the cyan color pixel Cy and the yellow pixel Ye constitute a second type pixel row.

【0227】図26(B)に示す固体撮像素子107b
では、黄色画素Ye、シアン色画素Cy、およびマゼン
タ色画素Mgが画素ずらし配置されている。黄色画素Y
eが第1類画素行を構成し、シアン色画素Cyとマゼン
タ色画素Mgとが第2類画素行を構成する。
The solid-state image sensor 107b shown in FIG.
In, the yellow pixel Ye, the cyan pixel Cy, and the magenta pixel Mg are arranged in a shifted manner. Yellow pixel Y
e constitutes the first type pixel row, and the cyan color pixel Cy and the magenta color pixel Mg constitute the second type pixel row.

【0228】図27(A)に示す固体撮像素子107c
では、シアン色画素Cy、黄色画素Ye、およびマゼン
タ色画素Mgが画素ずらし配置されている。シアン色画
素Cyが第1類画素行を構成し、黄色画素Yeとマゼン
タ色画素Mgとが第2類画素行を構成する。
The solid-state image sensor 107c shown in FIG.
In, the cyan color pixel Cy, the yellow color pixel Ye, and the magenta color pixel Mg are arranged in a shifted manner. The cyan pixel Cy forms the first type pixel row, and the yellow pixel Ye and the magenta color pixel Mg form the second type pixel row.

【0229】図27(B)に示す固体撮像素子107d
では、白色画素W、シアン色画素Cy、および黄色画素
Yeが画素ずらし配置されている。白色画素Wが第1類
画素行を構成し、シアン色画素Cyと黄色画素Yeとが
第2類画素行を構成する白色画素Wに代えて、透明の色
フィルタを有するか、または色フィルタを有していない
画素を用いることもできる。
The solid-state image sensor 107d shown in FIG. 27B.
In, the white pixel W, the cyan pixel Cy, and the yellow pixel Ye are arranged in a shifted manner. The white pixel W constitutes a first type pixel row, and the cyan pixel Cy and the yellow pixel Ye have a transparent color filter or a transparent color filter instead of the white pixel W constituting the second type pixel row. A pixel which does not have can also be used.

【0230】なお、エリア・イメージセンサとして利用
されるCCD型の単板式固体撮像素子においては、通
常、光電変換素子以外の箇所において無用の光電変換が
行われないように、光遮蔽膜が設けられる。必要に応じ
て、個々の色フィルタの上方に1個ずつ、マイクロレン
ズが配置される。
In a CCD type single plate type solid-state image pickup device used as an area image sensor, a light shielding film is usually provided so that unnecessary photoelectric conversion is not performed in a portion other than the photoelectric conversion element. . If necessary, one microlens is arranged above each color filter.

【0231】図28は、図1に示した固体撮像素子10
0における1個の画素とその周辺を概略的に示す断面図
である。同図には、図1においては図示を省略した光遮
蔽膜およびパッシベーション膜、ならびにこれらよりも
半導体基板1からみて上方に配置される部材が示されて
いる。図28に示した構成要素のうちで既に図11に示
した構成要素については、図11で用いた参照符号と同
じ参照符号を付してその説明を省略する。
FIG. 28 shows the solid-state image pickup device 10 shown in FIG.
It is sectional drawing which shows roughly one pixel in 0, and its periphery. This figure shows a light shielding film and a passivation film, which are not shown in FIG. 1, and members arranged above them as viewed from the semiconductor substrate 1. Among the constituent elements shown in FIG. 28, the constituent elements already shown in FIG. 11 are designated by the same reference numerals as those used in FIG. 11, and the description thereof will be omitted.

【0232】図28に示すように、光電変換素子10
は、例えば、p型不純物添加領域1bの所定箇所にn型
不純物添加領域10aを設け、このn型不純物添加領域
10a上にp+ 型不純物添加領域10bを設けることに
よって形成された埋込型のフォトダイオードによって構
成される。n型不純物添加領域10aは、電荷蓄積領域
として機能する。
As shown in FIG. 28, the photoelectric conversion element 10
Is an embedded type formed by, for example, providing an n-type impurity added region 10a at a predetermined position of the p-type impurity added region 1b and providing ap + -type impurity added region 10b on the n-type impurity added region 10a. It is composed of a photodiode. The n-type impurity added region 10a functions as a charge storage region.

【0233】各光電変換素子10(n型不純物添加領域
10a)における図28での右側縁部に沿って、p型不
純物添加領域1bが1箇所ずつ露出している。p型不純
物添加領域1bにおけるこの領域が、読出ゲート30用
のチャネル領域30aとして利用される。垂直電荷転送
チャネル21とこれに対応する光電変換素子10とは、
チャネル領域30aを介して隣接する。
The p-type impurity added regions 1b are exposed one by one along the right side edge portion in FIG. 28 of each photoelectric conversion element 10 (n-type impurity added region 10a). This region in the p-type impurity doped region 1b is used as the channel region 30a for the read gate 30. The vertical charge transfer channel 21 and the photoelectric conversion element 10 corresponding thereto are
They are adjacent to each other via the channel region 30a.

【0234】電気的絶縁膜3は、例えば単層のシリコン
酸化物膜、シリコン酸化物膜とシリコン窒化物膜との積
層膜等によって形成される。
The electrically insulating film 3 is formed of, for example, a single-layer silicon oxide film, a laminated film of a silicon oxide film and a silicon nitride film, or the like.

【0235】第1垂直転送電極23の表面には、熱酸化
膜などによって構成された電気的絶縁膜IFが形成され
る。図28では見えていない第2垂直転送電極24およ
び補助転送電極についても同様である。
On the surface of the first vertical transfer electrode 23, an electrical insulating film IF made of a thermal oxide film or the like is formed. The same applies to the second vertical transfer electrode 24 and the auxiliary transfer electrode, which are not visible in FIG.

【0236】チャネル領域30aが形成されている箇所
を除き、チャネルストップ領域CSが各光電変換素子1
0の平面視上の周囲、各垂直電荷転送チャネル21の平
面視上の周囲および水平電荷転送チャネル41(図11
および図12参照)の平面視上の周囲に形成される。こ
のチャネルストップ領域CSは、例えばp型不純物添加
領域1bの所定箇所にp+ 型不純物添加領域を設けるこ
とによって形成される。p+ 型不純物添加領域における
p型不純物の濃度は、p型不純物添加領域におけるp型
不純物の濃度よりも高い。
The channel stop region CS is provided in each photoelectric conversion element 1 except the portion where the channel region 30a is formed.
0 in plan view, the periphery of each vertical charge transfer channel 21 in plan view and the horizontal charge transfer channel 41 (FIG. 11).
And see FIG. 12). The channel stop region CS is formed, for example, by providing ap + -type impurity added region at a predetermined position of the p-type impurity added region 1b. The concentration of p-type impurities in the p + -type impurity added region is higher than the concentration of p-type impurities in the p-type impurity added region.

【0237】各不純物添加領域は、例えばイオン注入と
その後のアニールとによって形成することができる。p
型不純物添加領域1bは、例えばエピタキシャル成長法
によって形成することもできる。
Each impurity-added region can be formed by, for example, ion implantation and subsequent annealing. p
The type impurity added region 1b can also be formed by, for example, an epitaxial growth method.

【0238】垂直電荷転送素子20、水平電荷転送素子
40、および出力回路部50(図11および図12参
照)を覆うようにして、光遮蔽膜60が形成される。こ
の光遮蔽膜60は、個々の光電変換素子10の上方に開
口部60aを1つずつ有する。個々の光電変換素子10
表面において開口部60a内に平面視上位置する領域
が、この光電変換素子10における光入射面となる。
A light shielding film 60 is formed so as to cover the vertical charge transfer element 20, the horizontal charge transfer element 40, and the output circuit section 50 (see FIGS. 11 and 12). The light shielding film 60 has one opening 60 a above each photoelectric conversion element 10. Individual photoelectric conversion element 10
A region of the surface located inside the opening 60a in plan view serves as a light incident surface of the photoelectric conversion element 10.

【0239】光遮蔽膜60は、例えばアルミニウム、ク
ロム、タングステン、チタン、モリブデン等の金属材料
や、これらの金属の2種以上からなる合金材料を用いて
形成される。
The light shielding film 60 is formed by using a metal material such as aluminum, chromium, tungsten, titanium, molybdenum or the like, or an alloy material composed of two or more of these metals.

【0240】パッシベーション膜65が、光遮蔽膜60
と、開口部60aから露出している電気的絶縁膜3を覆
い、その下の部材を保護する。このパッシベーション膜
65は、例えば、シリコン窒化物、シリコン酸化物等に
よって形成される。
The passivation film 65 is the light shielding film 60.
Then, the electrical insulating film 3 exposed from the opening 60a is covered to protect the members thereunder. The passivation film 65 is formed of, for example, silicon nitride or silicon oxide.

【0241】第1の平坦化膜70が、パッシベーション
膜65を覆う。第1の平坦化膜75は、後述するマイク
ロレンズ85用の焦点調節層としても利用される。必要
に応じて、第1の平坦化膜70中にインナーレンズが形
成される。
The first flattening film 70 covers the passivation film 65. The first flattening film 75 is also used as a focus adjustment layer for a microlens 85 described later. An inner lens is formed in the first flattening film 70 as needed.

【0242】第1の平坦化膜70は、例えばフォトレジ
スト等の透明樹脂を例えばスピンコート法によって所望
の厚さに塗布することによって形成される。
The first flattening film 70 is formed by applying a transparent resin such as photoresist to a desired thickness by, for example, spin coating.

【0243】個々の光電変換素子10上に色フィルタが
1つずつ配置される。色フィルタは、第1の平坦化膜7
0上に形成される。図28においては、3個の緑色フィ
ルタ75が示されている。
One color filter is arranged on each photoelectric conversion element 10. The color filter is the first flattening film 7
Formed on 0. In FIG. 28, three green filters 75 are shown.

【0244】色フィルタは、例えば、所望色の顔料もし
くは染料を含有させた樹脂(カラーレジン)の層を、フ
ォトリソグラフィ法等の方法によって所定箇所に形成す
ることによって作製することができる。
The color filter can be produced, for example, by forming a layer of resin (color resin) containing a pigment or dye of a desired color at a predetermined position by a method such as photolithography.

【0245】第2の平坦化膜80が各色フィルタ上に形
成されて、マイクロレンズ85を形成するための平坦面
を形成する。第2の平坦化膜80は、例えばフォトレジ
スト等の透明樹脂を例えばスピンコート法によって所望
の厚さに塗布することによって形成される。
A second flattening film 80 is formed on each color filter to form a flat surface for forming the microlens 85. The second flattening film 80 is formed by applying a transparent resin such as a photoresist to a desired thickness by, for example, a spin coating method.

【0246】マイクロレンズ85が、第2の平坦化膜8
2上に形成される。このマイクロレンズ85は、個々の
光電変換素子10の上方に1個ずつ配置される。マイク
ロレンズ85は、例えば、屈折率が概ね1.3〜2.0
の透明樹脂(フォトレジストを含む。)からなる層をフ
ォトリソグラフィ法等によって所定形状に区画した後、
熱処理によって各区画の透明樹脂層を溶融させ、表面張
力によって角部を丸め込ませた後に冷却すること等によ
って得られる。1つの区画が1つのマイクロレンズ85
となる。
The microlens 85 serves as the second flattening film 8.
2 is formed on. The microlenses 85 are arranged one above each photoelectric conversion element 10. The microlens 85 has, for example, a refractive index of approximately 1.3 to 2.0.
After partitioning the layer made of the transparent resin (including photoresist) into a predetermined shape by photolithography or the like,
It is obtained by melting the transparent resin layer in each section by heat treatment, rounding the corners by surface tension, and then cooling. One section is one microlens 85
Becomes

【0247】[0247]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
画素加算によって増感したときでも色の解像度の低下、
偽色の発生および色のS/N比の低下を抑制することが
容易な撮像装置が提供される。暗いシーンをきれいに撮
像することが容易な撮像装置を提供することが可能にな
る。
As described above, according to the present invention,
Color resolution degradation even when sensitized by pixel addition,
Provided is an imaging device that can easily suppress the occurrence of false colors and the reduction in S / N ratio of colors. It is possible to provide an imaging device that can easily capture a beautiful image of a dark scene.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】第1の実施例による撮像装置で利用される固体
撮像素子における画素の平面配置を示す概略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a planar arrangement of pixels in a solid-state image pickup element used in an image pickup apparatus according to a first embodiment.

【図2】図1に示した固体撮像素子を用いて4画素加算
を行うときの画素の組み合わせの一例を示す概略図であ
る。
FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of a combination of pixels when performing 4-pixel addition using the solid-state imaging device shown in FIG.

【図3】図2に示す組み合わせで互いに加算される4個
の画素の幾何学中心をその画素の色で表した概略図であ
る。
FIG. 3 is a schematic diagram showing the geometric center of four pixels which are added together in the combination shown in FIG. 2 by the color of the pixel.

【図4】図4(A)および図4(B)は、それぞれ、図
2に示した組み合わせで4画素加算を行う場合の動作順
の一部を示す模式図である。
4A and FIG. 4B are schematic diagrams showing part of the operation sequence when four-pixel addition is performed with the combination shown in FIG.

【図5】図5(A)および図5(B)は、それぞれ、図
2に示した組み合わせで4画素加算を行う場合の動作順
の他の一部を示す模式図である。
5 (A) and FIG. 5 (B) are schematic views showing another part of the operation sequence when performing the 4-pixel addition in the combination shown in FIG.

【図6】図6(A)および図6(B)は、それぞれ、図
2に示した組み合わせで4画素加算を行う場合の動作順
の更に他の一部を示す模式図である。
6 (A) and 6 (B) are schematic diagrams showing still another part of the operation sequence in the case of performing 4-pixel addition with the combination shown in FIG.

【図7】図7(A)および図7(B)は、それぞれ、図
2に示した組み合わせで4画素加算を行う場合の動作順
の更に他の一部を示す模式図である。
7 (A) and 7 (B) are schematic diagrams showing still another part of the operation sequence in the case of performing 4-pixel addition in the combination shown in FIG.

【図8】図8(A)および図8(B)は、それぞれ、図
2に示した組み合わせで4画素加算を行う場合の動作順
の更に他の一部を示す模式図である。
FIGS. 8A and 8B are schematic diagrams showing still another part of the operation sequence when performing the 4-pixel addition in the combination shown in FIG.

【図9】図9(A)および図9(B)は、それぞれ、図
2に示した組み合わせで4画素加算を行う場合の動作順
の更に他の一部を示す模式図である。
9 (A) and 9 (B) are schematic diagrams showing still another part of the operation sequence when performing the 4-pixel addition in the combination shown in FIG.

【図10】図2に示した組み合わせで4画素加算を行う
場合の動作順の更に他の一部を示す模式図である。
FIG. 10 is a schematic diagram showing still another part of the operation sequence in the case of performing 4-pixel addition with the combination shown in FIG.

【図11】図1に示した固体撮像素子における光電変換
素子、垂直電荷転送素子、水平電荷転送素子および出力
回路部の平面配置を示す概略図である。
11 is a schematic diagram showing a planar arrangement of a photoelectric conversion element, a vertical charge transfer element, a horizontal charge transfer element, and an output circuit section in the solid-state imaging device shown in FIG.

【図12】図11に示した水平電荷転送素子から出力回
路部にかけての構造を概略的に示す断面図である。
12 is a sectional view schematically showing a structure from the horizontal charge transfer device shown in FIG. 11 to an output circuit section.

【図13】水平電荷転送素子から転送されてくる電荷を
出力回路部で1つずつ検出して単位信号を生成する際の
駆動信号φRSの波形とFD領域の電位との関係を示す
模式図である。
FIG. 13 is a schematic diagram showing the relationship between the waveform of the drive signal φRS and the potential of the FD region when the output circuit section detects the charges transferred from the horizontal charge transfer element one by one and the unit signal is generated. is there.

【図14】図14(A)は、水平電荷転送素子から転送
されてくる電荷を出力回路部で4つずつ検出して単位信
号を生成する際の駆動信号φRSの波形とFD領域の電
位との関係を示す模式図であり、図14(B)は、水平
電荷転送素子から転送されてくる電荷を出力回路部で2
つずつ検出して単位信号を生成する際の駆動信号φRS
の波形とFD領域の電位との関係を示す模式図である。
FIG. 14A is a waveform of a drive signal φRS and a potential of an FD region when a unit signal is generated by detecting four charges transferred from a horizontal charge transfer element in an output circuit portion. FIG. 14B is a schematic diagram showing the relationship between the electric charge transferred from the horizontal charge transfer element and the electric charge transferred from the horizontal charge transfer element in the output circuit unit.
Drive signal φRS when detecting each one and generating a unit signal
FIG. 6 is a schematic diagram showing the relationship between the waveform of and the potential of the FD region.

【図15】第1の実施例による撮像装置を概略的に示す
ブロック図である。
FIG. 15 is a block diagram schematically showing an image pickup apparatus according to a first embodiment.

【図16】図16(A)および図16(B)は、それぞ
れ、図2に示した組み合わせで4画素加算を行う場合の
他の動作順の一部を示す模式図である。
16 (A) and 16 (B) are schematic diagrams showing part of another operation sequence in the case of performing 4-pixel addition with the combination shown in FIG.

【図17】図17(A)および図17(B)は、それぞ
れ、図2に示した組み合わせで4画素加算を行う場合の
他の動作順の他の一部を示す模式図である。
17 (A) and 17 (B) are schematic diagrams showing another part of another operation sequence in the case of performing 4-pixel addition with the combination shown in FIG.

【図18】図18(A)および図18(B)は、それぞ
れ、図2に示した組み合わせで4画素加算を行う場合の
他の動作順の更に他の一部を示す模式図である。
18A and 18B are schematic diagrams showing still another part of another operation sequence in the case of performing 4-pixel addition in the combination shown in FIG.

【図19】図19(A)および図19(B)は、それぞ
れ、図2に示した組み合わせで4画素加算を行う場合の
他の動作順の更に他の一部を示す模式図である。
19 (A) and FIG. 19 (B) are schematic diagrams showing still another part of another operation sequence in the case of performing 4-pixel addition in the combination shown in FIG.

【図20】図16〜図19に示した動作順で4画素加算
を行う固体撮像装置が備える水平電荷転送素子を概略的
に示す部分平面図である。
FIG. 20 is a partial plan view schematically showing a horizontal charge transfer element included in a solid-state imaging device that performs 4-pixel addition in the operation order shown in FIGS.

【図21】図1に示した固体撮像素子を用いて4画素加
算を行うときの画素の組み合わせの他の一例を示す概略
図である。
FIG. 21 is a schematic diagram showing another example of pixel combinations when performing 4-pixel addition using the solid-state imaging device shown in FIG. 1.

【図22】図21に示す組み合わせで互いに加算される
4個の画素の幾何学中心をその画素の色で表した概略図
である。
22 is a schematic diagram showing the geometric center of four pixels which are added to each other in the combination shown in FIG. 21 by the color of the pixel.

【図23】図23(A)および図23(B)は、それぞ
れ、図21に示した組み合わせで4画素加算を行う場合
の他の動作順の一部を示す模式図である。
23 (A) and FIG. 23 (B) are schematic diagrams each showing a part of another operation sequence in the case of performing 4-pixel addition with the combination shown in FIG. 21.

【図24】第2の実施例による撮像装置を概略的に示す
ブロック図である。
FIG. 24 is a block diagram schematically showing an image pickup apparatus according to a second embodiment.

【図25】図24に示した撮像装置で、画像合成モード
の下に閃光装置を動作させて静止画を撮影するときの、
固体撮像素子からの出力の種別とその時期を示すタイミ
ングチャートである。
25 is a diagram illustrating a case where the flash device is operated in the image compositing mode to capture a still image in the imaging device shown in FIG. 24;
6 is a timing chart showing the type of output from the solid-state image sensor and its timing.

【図26】図26(A)および図26(B)は、それぞ
れ、補色系の画素を備え、図2または図21に示した組
み合わせと同様の組み合わせで4画素加算を行うことが
可能な固体撮像素子での画素、垂直電荷転送素子、水平
電荷転送素子、および出力回路部の平面配置の例を示す
概略図である。
26 (A) and 26 (B) each include a complementary color system pixel, and are capable of performing 4-pixel addition in the same combination as the combination shown in FIG. 2 or FIG. 21. It is a schematic diagram showing an example of a plane arrangement of a pixel in an image sensor, a vertical charge transfer element, a horizontal charge transfer element, and an output circuit section.

【図27】図27(A)および図27(B)は、それぞ
れ、補色系の画素を備え、図2または図21に示した組
み合わせと同様の組み合わせで4画素加算を行うことが
可能な固体撮像素子での画素、垂直電荷転送素子、水平
電荷転送素子、および出力回路部の平面配置の他の例を
示す概略図である。
27 (A) and 27 (B) each include a pixel of a complementary color system, and are capable of performing 4-pixel addition by a combination similar to the combination shown in FIG. 2 or FIG. 21. It is a schematic diagram showing other examples of plane arrangement of a pixel, a vertical charge transfer element, a horizontal charge transfer element, and an output circuit part in an image sensor.

【図28】図1に示した固体撮像素子における1個の画
素とその周辺を概略的に示す断面図である。
28 is a cross-sectional view schematically showing one pixel and its periphery in the solid-state imaging device shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…半導体基板、 10…光電変換素子、 20…垂直
電荷転送素子、 40…水平電荷転送素子、 50…出
力回路部、 100、105、107a〜107d…固
体撮像素子、 134…第1信号処理回路、 136…
第2信号処理回路、 138、236…第3信号処理回
路、 200、300…撮像装置、 234…合成処理
回路、 PR1…第1類画素行、 PR2a、PR2b
…第2類画素行、 G…緑色画素、 R…赤色画素、
B…青色画素、 Cy…シアン色画素、 Ye…黄色画
素、 M…マゼンタ色画素。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor substrate, 10 ... Photoelectric conversion element, 20 ... Vertical charge transfer element, 40 ... Horizontal charge transfer element, 50 ... Output circuit part, 100, 105, 107a-107d ... Solid-state image sensor, 134 ... 1st signal processing circuit , 136 ...
Second signal processing circuit, 138, 236 ... Third signal processing circuit, 200, 300 ... Imaging device, 234 ... Combining processing circuit, PR1 ... First type pixel row, PR2a, PR2b
... second type pixel row, G ... green pixel, R ... red pixel,
B ... Blue pixel, Cy ... Cyan color pixel, Ye ... Yellow pixel, M ... Magenta color pixel.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4M118 AA05 AB01 BA10 BA13 CA02 DB06 DB08 DD04 DD08 DD09 FA06 FA07 GC07 GD04 GD07 5C065 AA01 AA03 BB13 BB48 CC01 DD02 EE03 GG21    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F term (reference) 4M118 AA05 AB01 BA10 BA13 CA02                       DB06 DB08 DD04 DD08 DD09                       FA06 FA07 GC07 GD04 GD07                 5C065 AA01 AA03 BB13 BB48 CC01                       DD02 EE03 GG21

Claims (20)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数行、複数列に亘って配置された多数
個の画素と、前記画素に蓄積された電荷を読出し、該電
荷を検出して、画像信号の生成に使用される単位信号を
生成する単位信号生成部とを有し、 前記多数個の画素が、各々色フィルタを備えると共に、
該色フィルタの色によって第1色画素、第2色画素、お
よび第3色画素の3つに分類され、 前記単位信号生成部が、(i) 前記画素の各々に蓄積され
た電荷を個別に検出して前記単位信号を生成する個別読
出し動作と、(ii)前記第1色画素〜第3色画素それぞれ
について、複数行、複数列に亘って互いに近接して分布
する同色の4個の画素に蓄積された電荷を加算すること
によって加算電荷を生成し、該加算電荷を別個に検出し
て単位信号を生成する加算読出し動作と、を選択的に行
うことができる撮像装置。
1. A large number of pixels arranged in a plurality of rows and a plurality of columns, and a charge accumulated in the pixels is read out, the charges are detected, and a unit signal used for generating an image signal is detected. And a unit signal generating unit for generating, wherein the plurality of pixels each include a color filter,
The color of the color filter is classified into three groups of a first color pixel, a second color pixel, and a third color pixel, and the unit signal generation unit (i) individually charges the charges accumulated in each of the pixels. An individual read operation of detecting and generating the unit signal, and (ii) four pixels of the same color distributed close to each other over a plurality of rows and a plurality of columns for each of the first color pixel to the third color pixel An image pickup device capable of selectively performing an addition read operation of generating added charges by adding the charges accumulated in the, and separately detecting the added charges to generate a unit signal.
【請求項2】 前記多数個の画素が画素ずらし配置さ
れ、該多数個の画素の配列が、第1色画素のみで構成さ
れた第1類画素行と、第2色画素と第3色画素とが交互
に繰り返し配置された第2類画素行とを交互に繰り返し
形成する配列であり、 前記単位信号生成部が、前記加算読出し動作時に、連続
する8つの画素行を1つのユニットとし、前記ユニット
を、下流側の4つの画素行によって構成される第1ブロ
ックと、上流側の4つの画素行によって構成される第2
ブロックとに更に分けて、同じブロック内で1列おきの
2つの画素列に分布する4個の第1色画素それぞれに蓄
積された電荷を加算することによって前記第1加算電荷
を生成し、同じユニット内で1列おきの2つの画素列に
分布する4個の第2色画素それぞれに蓄積された電荷を
加算することによって前記第2加算電荷を生成し、同じ
ユニット内で1列おきの2つの画素列に分布する4個の
第3色画素それぞれに蓄積された電荷を加算することに
よって前記第3加算電荷を生成する請求項1に記載の撮
像装置。
2. A plurality of pixels are arranged in a staggered manner, and the arrangement of the plurality of pixels is a first-type pixel row composed of only first-color pixels, second-color pixels and third-color pixels. Is an array in which a second type pixel row that is alternately and repeatedly arranged is alternately and repeatedly formed, and the unit signal generation unit sets the continuous eight pixel rows as one unit during the addition read operation, and The unit comprises a first block composed of four pixel rows on the downstream side and a second block composed of four pixel rows on the upstream side.
The first added charge is generated by adding charge accumulated in each of the four first color pixels distributed in two pixel columns every other column in the same block to generate the first added charge. The second added charge is generated by adding the charges accumulated in each of the four second color pixels distributed in the two pixel columns in every other column in the unit, and the second added charge is generated in the same unit every two columns. The imaging device according to claim 1, wherein the third added charge is generated by adding the charges accumulated in each of the four third color pixels distributed in one pixel column.
【請求項3】 前記4個の第2色画素と前記4個の第3
色画素とが画素行方向に隣接し、互いに隣接する前記第
2色画素および前記第3色画素の少なくとも一方は、前
記4個の画素のうちの少なくとも1個が、前記4個の第
1色画素の分布領域内に位置する請求項2に記載の撮像
装置。
3. The four second color pixels and the four third color pixels
At least one of the second color pixel and the third color pixel adjacent to each other in the pixel row direction and adjacent to each other in at least one of the four pixels is the four first colors. The image pickup apparatus according to claim 2, wherein the image pickup apparatus is located in a pixel distribution area.
【請求項4】 前記第2色画素と前記第3色画素との配
置が、前記第1類画素行を介して隣り合う2つの前記第
2類画素行同士の間で互いに逆である請求項2または請
求項3に記載の撮像装置。
4. The arrangement of the second color pixel and the third color pixel is opposite to each other between the two second type pixel rows adjacent to each other with the first type pixel row interposed therebetween. The image pickup apparatus according to claim 2 or claim 3.
【請求項5】 前記単位信号生成部が、(i) 1つの画素
列に1つずつ配置され、対応する画素に蓄積された電荷
を読出して該電荷を所定方向に転送する垂直電荷転送素
子と、(ii)前記垂直電荷転送素子の各々が出力する電荷
を受け取って、該電荷を順次転送する水平電荷転送素子
と、(iii) 前記水平電荷転送素子から前記電荷の供給を
受けて前記単位信号を生成する出力回路部と、を有する
請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の撮像装置。
5. The vertical charge transfer device, wherein the unit signal generation unit is (i) arranged one by one in a pixel column and reading out charges accumulated in a corresponding pixel and transferring the charges in a predetermined direction. , (Ii) a horizontal charge transfer element that receives the charge output from each of the vertical charge transfer elements and sequentially transfers the charge, and (iii) the unit signal that receives the charge supplied from the horizontal charge transfer element The output device which produces | generates this, The imaging device of any one of Claims 1-4.
【請求項6】 前記単位信号生成部が、前記加算読出し
動作時に、2つの画素に蓄積された電荷同士を前記垂直
電荷転送素子内で加算することができる請求項5に記載
の撮像装置。
6. The image pickup device according to claim 5, wherein the unit signal generation unit can add charges accumulated in two pixels in the vertical charge transfer element during the addition read operation.
【請求項7】 前記単位信号生成部が、前記加算読出し
動作時に、前記第1加算電荷、前記第2加算電荷、およ
び前記第3加算電荷を前記出力回路部で生成する請求項
5または請求項6に記載の撮像装置。
7. The unit signal generation unit generates the first added charge, the second added charge, and the third added charge in the output circuit unit during the addition read operation. The imaging device according to 6.
【請求項8】 前記単位信号生成部が、前記加算読出し
動作時に、前記第1加算電荷を全て検出する動作と、前
記第2加算電荷および前記第3加算電荷を全て検出する
動作とを前記ユニット単位で別個に行う請求項2に記載
の撮像装置。
8. The unit signal generating section performs an operation of detecting all of the first added charges and an operation of detecting all of the second added charges and the third added charges during the addition read operation. The image pickup apparatus according to claim 2, which is separately performed in units.
【請求項9】 前記単位信号生成部が、前記加算読出し
動作時に、前記第1加算電荷、前記第2加算電荷、およ
び前記第3加算電荷を前記水平電荷転送素子内で生成す
る請求項5に記載の撮像装置。
9. The unit signal generation unit according to claim 5, wherein the first added charge, the second added charge, and the third added charge are generated in the horizontal charge transfer element during the addition read operation. The imaging device described.
【請求項10】 前記単位信号生成部が、前記加算読出
し動作時に、前記ユニット単位で、前記第1加算電荷、
前記第2加算電荷、および前記第3加算電荷を1つずつ
検出する請求項9に記載の撮像装置。
10. The unit signal generation unit, in the addition read operation, in units of the unit, the first addition charge,
The image pickup apparatus according to claim 9, wherein the second added charge and the third added charge are detected one by one.
【請求項11】 さらに、前記個別読出し動作時に前記
単位信号生成部が生成した単位信号を基に画像データを
生成する第1信号処理回路と、 前記加算読出し動作時に前記単位信号生成部が生成した
単位信号を基に画像データを生成する第2信号処理回路
とを有する請求項1〜請求項10のいずれか1項に記載
の撮像装置。
11. A first signal processing circuit for generating image data based on a unit signal generated by the unit signal generation unit during the individual reading operation, and a unit signal generation unit generated during the addition reading operation. The 2nd signal processing circuit which generates image data based on a unit signal, The imaging device according to any one of claims 1 to 10.
【請求項12】 さらに、前記第1信号処理回路が生成
した画像データと前記第2信号処理回路が生成した画像
データとを合成して、1フレーム分の画像データを生成
することができる合成処理回路を有する請求項11に記
載の撮像装置。
12. A synthesizing process capable of synthesizing image data for one frame by synthesizing image data generated by the first signal processing circuit and image data generated by the second signal processing circuit. The imaging device according to claim 11, further comprising a circuit.
【請求項13】 さらに、前記第1信号処理回路および
前記第2信号処理回路のいずれの回路から出力される画
像データに基づいても画像信号を生成することができる
第3信号処理回路を有する請求項11に記載の撮像装
置。
13. A third signal processing circuit capable of generating an image signal based on image data output from any one of the first signal processing circuit and the second signal processing circuit. Item 11. The image pickup device according to item 11.
【請求項14】 さらに、前記第1信号処理回路、前記
第2色信号処理回路および前記合成処理回路のいずれの
回路から出力される画像データに基づいても画像信号を
生成することができる第3信号処理回路を有する請求項
13に記載の撮像装置。
14. A third signal generation circuit that can generate an image signal based on image data output from any of the first signal processing circuit, the second color signal processing circuit, and the synthesis processing circuit. The image pickup apparatus according to claim 13, further comprising a signal processing circuit.
【請求項15】 前記第1色画素が緑色画素で、前記第
2色画素が赤色画素および青色画素のいずれか一方で、
前記第3色画素が前記赤色画素および前記青色画素の残
りの一方である請求項1〜請求項14のいずれか1項に
記載の撮像装置。
15. The first color pixel is a green pixel, and the second color pixel is one of a red pixel and a blue pixel,
The image pickup apparatus according to claim 1, wherein the third color pixel is one of the red pixel and the remaining blue pixel.
【請求項16】 前記第1色画素が緑色画素で、前記第
2色画素が黄色画素およびシアン色画素のいずれか一方
で、前記第3色画素が前記黄色画素および前記シアン色
画素の残りの一方である請求項1〜請求項14のいずれ
か1項に記載の撮像装置。
16. The first color pixel is a green pixel, the second color pixel is one of a yellow pixel and a cyan color pixel, and the third color pixel is the remaining one of the yellow pixel and the cyan color pixel. The imaging device according to any one of claims 1 to 14, which is one of them.
【請求項17】 前記第1色画素が黄色画素で、前記第
2色画素がシアン色画素およびマゼンタ色画素のいずれ
か一方で、前記第3色画素が前記シアン色画素および前
記マゼンタ色画素の残りの一方である請求項1〜請求項
14のいずれか1項に記載の撮像装置。
17. The first color pixel is a yellow pixel, the second color pixel is one of a cyan color pixel and a magenta color pixel, and the third color pixel is one of the cyan color pixel and the magenta color pixel. The imaging device according to any one of claims 1 to 14, which is the other one.
【請求項18】 前記第1色画素がシアン色画素で、前
記第2色画素が黄色画素およびマゼンタ色画素のいずれ
か一方で、前記第3色画素が前記黄色画素および前記マ
ゼンタ色画素の残りの一方である請求項1〜請求項14
のいずれか1項に記載の撮像装置。
18. The first color pixel is a cyan color pixel, the second color pixel is one of a yellow pixel and a magenta color pixel, and the third color pixel is the remaining of the yellow pixel and the magenta color pixel. One of claims 1 to 14
The imaging device according to any one of 1.
【請求項19】 前記第1色画素が白色または無色画素
で、前記第2色画素が黄色画素およびシアン色画素のい
ずれか一方で、前記第3色画素が前記黄色画素および前
記シアン色画素の残りの一方である請求項1〜請求項1
4のいずれか1項に記載の撮像装置。
19. The first color pixel is a white or colorless pixel, the second color pixel is one of a yellow pixel and a cyan color pixel, and the third color pixel is one of the yellow pixel and the cyan color pixel. The other one is Claim 1 to Claim 1.
The imaging device according to any one of 4 above.
【請求項20】 前記多数個の画素が画素ずらし配置さ
れ、該多数個の画素の配列が、第1色画素のみで構成さ
れた第1類画素行と、第2色画素と第3色画素とが交互
に繰り返し配置された第2類画素行とを交互に繰り返し
形成する配列であり、 前記単位信号生成部が、前記加算読出し動作時に、連続
する8つの画素行を1つのユニットとし、前記ユニット
を、下流側の4つの画素行によって構成される第1ブロ
ックと、上流側の4つの画素行によって構成される第2
ブロックとに更に分けて、前記第1ブロック内で画素列
方向に連続する2個の第1色画素それぞれに蓄積された
電荷と、前記第2ブロック内で画素列方向に連続する2
個の第1色画素それぞれ蓄積された電荷とを1列おきの
2つの画素列同士の間で加算することによって前記第1
加算電荷を生成し、同じユニット内で1列おきの2つの
画素列に分布する4個の第2色画素それぞれに蓄積され
た電荷を加算することによって前記第2加算電荷を生成
し、同じユニット内で1列おきの2つの画素列に分布す
る4個の第3色画素それぞれに蓄積された電荷を加算す
ることによって前記第3加算電荷を生成する請求項1に
記載の撮像装置。
20. The plurality of pixels are arranged in a pixel-shifted manner, and the arrangement of the plurality of pixels is a first-type pixel row composed of only first-color pixels, second-color pixels, and third-color pixels. Is an array in which a second type pixel row that is alternately and repeatedly arranged is repeatedly formed, and the unit signal generation unit sets eight consecutive pixel rows as one unit during the addition read operation, and The unit comprises a first block composed of four pixel rows on the downstream side and a second block composed of four pixel rows on the upstream side.
It is further divided into a block and a charge accumulated in each of the two first color pixels that are continuous in the pixel column direction in the first block, and a charge that is continuous in the pixel column direction in the second block.
The first accumulated charge of each of the first color pixels is added between two pixel columns every other column.
The second added charge is generated by generating the added charge, and adding the charges accumulated in each of the four second color pixels distributed in two pixel columns every other column in the same unit to generate the second added charge. The imaging device according to claim 1, wherein the third added charge is generated by adding the charges accumulated in each of the four third color pixels distributed in two pixel columns every other column.
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