JP2753895B2 - 固体撮像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子シャッター機能を備え、且つ垂直解像
度の高い電荷結合型固体撮像装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、電荷結合型固体撮像装置として、フレーム転送
方式（FT方式）の電荷結合型固体撮像装置と、フレーム
インターライン転送方式（FIT方式）の電荷結合型固体
撮像装置が知られている。FT方式の電荷結合型固体撮像
装置は、受光部と蓄積部に共用される垂直電荷転送路群
と、蓄積部の終端でこれらの垂直電荷転送路に接続する
水平電荷転送路を備えている。

撮像時には、受光部の領域内の転送ゲート電極群に夫
々固有の電圧の駆動信号を印加することにより、受光部
の領域内の垂直電荷転送路群に画素に相当するポテンシ
ャル井戸（転送ピクセル）を発生させて被写体光学像に
対応する電荷を集積し、この電荷集積の完了後に、受光
部と蓄積部の両領域の垂直電荷転送路群に電荷転送動作
を行わせることにより、全ての電荷を受光部から蓄積部
へ高速で転送させる。そして、例えば、標準テレビジョ
ン方式の走査周期に同期して、蓄積部の電荷を水平電荷
転送路へ転送すると共に水平電荷転送路が線順次走査の
タイミングで電荷を読み出すことにより、画素信号を画
素配列に対応する順序で出力する。

一方、IT方式の電荷結合型固体撮像装置は、画素に相
当する受光セルと、受光セルに発生した電荷を読み出す
ための垂直電荷転送路とを分離して形成してある。撮像
時には、被写体光学像を受光セルで受光して画素信号に
相当する電荷を集積させ、この電荷集積の完了と同時
に、電荷をトランスファゲート（受光セルと垂直電荷転
送路間に形成されるゲート）を介して垂直電荷転送路側
へ転送する。そして、例えば、標準テレビジョン方式の
走査周期に同期して、垂直電荷転送路が電荷を水平電荷
転送路へ転送すると共に水平電荷転送路が線順次走査タ
イミングで電荷を読み出すことにより、画素信号を画素
配列に対応する順次で出力する。又、FIT方式の電荷結
合型固体撮像装置は、FT方式及びIT方式を融合したもの
で、それら２種類の電荷結合型固体撮像装置よりもかな
りのスメア低減能力を持つ。

〔発明が解決しようとする課題〕

このような従来の電荷結合型固体撮像装置にあって
は、まず、FT方式の電荷結合型固体撮像装置は、垂直電
荷転送路に画素としての機能を持たせるので、電子シャ
ッター機能を持たせようとすると、スメア成分が大きい
ため実現性がなく、その結果、電子式カメラ等の映像機
器に適用する場合には、機械式シャッターが必須となっ
て、映像機器の大型化や複雑化を招来する問題がある。

又、FT方式では、読出しはフレーム画であり、IT方式
でもフレーム画読出しは可能であるが、露光時刻がフィ
ールド間で１垂直走査期間だけずれる。又、FIT方式に
おいても露光時刻のずれはFT方式、IT方式よりも小さい
ものの第１フィールドの高速転送の時間分ずれることと
なる。

このことは、従来のFT方式とIT方式、FIT方式の電荷
結合型固体撮像装置に共通する問題点で、電荷転送路が
電荷転送する場合に、相互に隣接関係にある画素信号を
混合させることなく転送するためには、電荷を保持する
ためのポテンシャル井戸（転送ピクセル）と各転送ピク
セル間を分離するためのポテンシャル障壁を発生させる
必要があるので、従来一般的に適用される４相駆動方式
等で電荷転送を行う場合には、４個以上の転送ゲート電
極を組合せて１組の電荷信号を転送させるように制御す
る必要があった。その結果、垂直解像度を向上させるた
めのフレーム電子シャッター機能を実現することが困難
であった。

本発明はこのような従来の課題を鑑みてなされたもの
であり、電子シャッター機能を備えると共に、垂直解像
度を向上させ得る構造の電荷結合型固体撮像装置を提供
することを目的とする。

又、FIT方式において、垂直解像度向上のためのフレ
ーム蓄積部を有する構造が多く提案されているが、チッ
プ面積の増大や歩留の低下をもたらすという課題があっ
た。

〔課題を解決するための手段〕

このような目的を達成するための本発明は、画素に相
当する複数の光電変換素子を行方向及び列方向にマトリ
クス状に配列形成し、列方向に配列する各光電変換素子
群に隣接して垂直電荷転送路を形成して成る受光部と、
該受光部のこれらの垂直電荷転送路に連設する垂直電荷
転送路を有する蓄積部とを具備し、画素に発生した画素
信号を上記受光部の垂直電荷転送路へ転送した後、受光
部と蓄積部の垂直電荷転送路の転送ゲート電極に所定タ
イミングのゲート信号を印加することにより上記蓄積部
の垂直電荷転送路へ全ての画素信号を高速転送し、更
に、該蓄積部の垂直電荷転送路の転送ゲート電極に所定
タイミングのゲート信号を印加すると共に、水平電荷転
送路によって各行毎の画素信号を走査読出しする電荷結
合型固体撮像装置において、前記受光部の転送ゲート電
極を各列の光電変換素子に対応して２個ずつ設けると共
に、蓄積部の転送ゲート電極数を受光部の転送ゲート電
極数の半分に形成し、前記高速転送時には、受光部中の
相互に隣合う転送ゲート電極を所定数ずつ組にして所定
のタイミングのゲート信号を印加すると共に、蓄積部中
の相互に隣合う転送ゲート電極を受光部中の各組の転送
ゲート電極数と等しい数ずつ組にして、水平電荷転送路
に近い側の組からゲート信号の印加を停止して、上記高
速転送を行い、前記走査読出し時には、蓄積部中の相互
に隣合う転送ゲート電極を所定数ずつ組にして、水平電
荷転送路側に最も近い側の組の転送ゲート電極から順番
に所定のタイミングのゲート信号を印加することによっ
て、走査読出しを行うこととした。

〔作用〕

このような構成を有する本発明によれば、受光部中の
光電変換素子と垂直電荷転送路を分離して形成し、露光
後に光電変換素子から垂直電荷転送路へ転送してから走
査読出しを行うので、電子シャッター機能を有し、且
つ、垂直電荷転送路中の画素信号を水平電荷転送路側に
位置するものから順番に所謂ドミノ倒しのようにして転
送を行うので、転送ゲート電極の数を低減することがで
き、垂直解像度の向上を図ることができる。又、従来の
フィールド蓄積部の半分の面積でフィールド蓄積が行
え、半導体チップの縮小化を図ることができる。

〔実施例〕

以下、本発明による電荷結合型固体撮像装置について
説明する。ただし、本発明による電荷結合型固体撮像装
置を理解するには、その前提となる本発明の先行実施例
を説明する必要があるので、まずこの先行実施例につい
て図面と共に説明する。静止画を撮像する電子スチルカ
メラに適用した場合で説明する。

電子スチルカメラの全体構造を第１図で説明すると、
第１図において、１は撮像レンズ等から成る撮像光学
系、２は機械式の絞り機構、３は本発明を適用した電荷
結合型固体撮像装置であり、夫々が撮像光学系１の光軸
に合わせて順番に配列されると共に、被写体光学像を電
荷結合型固体撮像装置３の受光領域に入射する構成とな
っている。４は信号処理回路、５は記録機構であり、電
荷結合型固体撮像装置３から出力される画素信号を信号
処理回路４で色分離やγ補正や白バランス調整等を行う
と共に、輝度信号と色差信号を形成し、記録機構５にお
いてこれらの輝度信号と色差信号に対して記録可能な変
調処理を行ってから磁気記録媒体等に記録する。同期制
御回路６が、絞り機構２、電荷結合型固体撮像装置３の
読出しタイミング、信号処理回路４及び記録機構５の動
作を同期制御することにより、撮像から記録までの一連
の動作を処理する。

電荷結合型固体撮像装置３の全体の概略構造は、第２
図に示すようになっている。被写体光学像を受光するた
めの受光部７は、列方向Ｙに沿ってｎ個、行方向Ｘに沿
ってｍ個の合計ｎ×ｍ個のマトリクス状に配列形成され
る画素に相当する複数のフォトダイオード（図中、Ｐで
示す部分）と、列方向Ｙに配列される各フォトダイオー
ド群に隣接してｍ本の垂直電荷転送路L₁〜L_mが形成され
ている。受光部７の下方に、垂直電荷転送路L₁〜L_mの延
びた垂直電荷転送路群を有する蓄積部８が連設されてい
る。蓄積部８のこれらの垂直電荷転送路L₁〜L_mの夫々の
終端部には、水平電荷転送路10が形成され、水平電荷転
送路10の終端部に出力アンプ11が形成されている。垂直
電荷転送路L₁〜L_mには、後述するように所定配置のゲー
ト電極が設けられ、更にそれらの上面には光の入射を阻
止するための遮光層が積層されている。これらのゲート
電極には、垂直電荷転送路L₁〜L_mに所定タイミングに同
期して電荷転送動作を行わせるための駆動信号が第１、
第２、第３の駆動回路12、13、14から供給される。尚、
夫々の駆動回路12、13、14に供給されるタイミング信号
φ_Ｈ、V_L、φ_Ｇ、φ_FS、V_S、φ_１、φ_２、φ_３、φ_４、
φ_IN、φ_RS,φ_Ａ、φ_Ｂは同期制御回路６が発生する。

又、水平電荷転送路10は、垂直電荷転送路L₁〜L_mから
転送されてくる信号電荷を受信し、更に出力アンプ11側
へ水平転送するためのゲート電極が設けられており、こ
れらの動作を行うために各ゲート電極に印加するゲート
信号α_１、α_２が同期制御回路６から供給される。

次に、この電荷結合型固体撮像装置の構造を第３図な
いし第７図と共に詳述する。第３図には受光部７と蓄積
部８の要部構造を拡大して示し、第４図は第３の駆動回
路14の回路を示し、第７図は電荷結合型固体撮像装置の
縦断面構造を示す。まず、第３図において、この電荷結
合型固体撮像装置は、半導体集積回路製造技術により半
導体基板中に適宜の種類且つ不純物濃度の層を埋設する
と共に、該半導体基板上に電極層等を積層することによ
り形成されるものである。

受光部７は、半導体基板中のｐウェル層（図示せず）
内にn⁺形不純物からなる複数の不純物層を列方向Ｙ及び
行方向Ｘに沿ってマトリクス状に配列形成することによ
り、第２図中のＰで示すフォトダイオード群（第３図に
は、P₁、P₂、P₃、P₄、P₅〜で示す）が設けられ、列方向
Ｙに配列される各フォトダイオード群に隣接してｎ形の
不純物層を形成することにより、第２図の垂直電荷転送
路L₁〜L_m（第３図では、一部の垂直電荷転送路L_i-1、
L_i、L_i+1、L_i+2を示す）が形成されている。更に、垂直
電荷転送路上には、図示するように、各行のフォトダイ
オードに対して一対ずつの転送ゲート電極G₁₁、G₂₁、G
₃₁、G₄₁、G₁₂、G₂₂、G₃₂、G₄₂〜Ｇ_1n/2、Ｇ_2n/2、Ｇ
_3n/2、Ｇ_4n/2が積層されている。

尚、Ｙ列方向にｎ行のフォトダイオードP₁〜P_nが形成
されるので、転送ゲート電極の総数は２×ｎ本となる。
又、説明の都合上、転送ゲート電極を一般的に符号G_ik
で表すと、添字ｋは４個の転送ゲート電極を１組として
各組の順番を示し、添字ｊは各組内の４本の転送ゲート
電極の順番を示す。したがって、第１組（ｋ＝１）の転
送ゲート電極はG₁₁、G₂₁、G₃₁、G₄₁で示し、最終組（ｋ
＝n/2）の転送ゲート電極はＧ_1n/2、Ｇ_2n/2、Ｇ_3n/2、
Ｇ_4n/2で示す。

そして、第３図のTgで示す（１カ所だけ代表して示
す）トランスファゲートとなる部分とフォトダイオード
の部分及び垂直電荷転送路の部分を除く周囲にp⁺形の不
純物層から成るチャンネルストッパ（第３図の点線で囲
む斜線部分）が形成されている。蓄積部８まで延びる垂
直電荷転送路の上面にも、電荷転送を実現するための転
送ゲート電極g₁₁、g₂₁、g₃₁、g₄₁、g₁₂、g₂₂、g₃₂、g₄₂
〜ｇ_1n/2、ｇ_2n/2、ｇ_3n/2、ｇ_4n/2が積層されており、
更に、垂直電荷転送路はチャンネルストッパ（点線で囲
む斜線部分）で囲まれている。尚、蓄積部８の領域応の
転送ゲート電極の総数も２×ｎ本であり、説明の都合
上、４本の転送ゲート電極を１組として示している。蓄
積部８の垂直電荷転送路群の終端には第２図で示したの
と同様に水平電荷転送路10が形成されている。尚、この
水平電荷転送路10は周知の構造であるので、詳細は省略
するが、タイミング信号α_１、α_２による２相駆動方式
や４相駆動方式その他の方式で電荷転送を行う。受光部
７側の垂直電荷転送路の端部に不要電荷を廃棄するため
のドレイン部15が形成されている。

次に、第１、第２、第３の駆動回路12、13、14の構成
を説明する。

まず、第１の駆動回路12を説明すると、蓄積部８の水
平電荷転送路10に最も近いゲート電極g₁₁を第１番目の
ゲート電極とすると、奇数番目のゲート電極g₁₁、g₃₁、
g₁₂、g₃₂、g₁₃、g₃₃〜ｇ_1n/2、ｇ_3n/2の各先端部がNMOS
トランジスタD₁₁、D₃₁、D₁₂、D₃₂、D₁₃、D₃₃〜Ｄ_1n/2、
Ｄ_3n/2を介して、信号V_Lの信号線に接続し、偶数番目の
ゲート電極g₂₁、g₄₁、g₂₂、g₄₂、g₂₃、g₄₃〜ｇ_2n/2、ｇ
_4n/2の各先端部がNMOSトランジスタD₂₁、D₄₁、D₂₂、
D₄₂、D₂₃、D₄₃〜Ｄ_2n/2、Ｄ_4n/2を介して、駆動信号φ
_Ｈの信号線に接続している。又、これらのトランジスタ
のゲート接点には、駆動信号φ_Ｇが供給される。尚、説
明の都合上、これらのNMOSトランジスタも転送ゲート電
極g₁₁〜ｇ_4n/2に対応して示す。

受光部７の転送ゲート電極において、蓄積部８の最終
側の転送ゲート電極ｇ_4n/2に隣接する転送ゲート電極G
₁₁を第１番目の転送ゲート電極とすると、奇数番目のゲ
ート電極G₁₁、G₃₁、G₁₂、G₃₂、G₁₃、G₃₃〜Ｇ_1n/2、Ｇ
_3n/2の各先端部がNMOSトランジスタM₁₁、M₃₁、M₁₂、
M₃₂、M₁₃、M₃₃〜Ｍ_1n/2、Ｍ_3n/2を介して、信号V_Lの信
号線に接続し、偶数番目のゲート電極G₂₁、G₄₁、G₂₂、G
₄₂、G₂₃、G₄₃〜Ｇ_2n/2、Ｇ_4n/2の各先端部がNMOSトラン
ジスタM₂₁、M₄₁、M₂₂、M₄₂、M₂₃、M₄₃〜Ｍ_2n/2、Ｍ_4n/2
を介して、駆動信号φ_Ｈの信号線に接続している。又、
これらのトランジスタのゲート接点には、駆動信号φ_Ｇ
が供給される。

更に、偶数番目のゲート電極G₂₁、G₄₁、G₂₂、G₄₂、G
₂₃、G₄₃〜Ｇ_4n/2の各先端部には、npnトランジスタ
Q₂₁、Q₄₁、Q₂₂、Q₄₂、G₂₃、Q₄₃〜Ｇ_4n/2の各エミッタ接
点が接続し、各npnトランジスタのベース接点には駆動
信号φ_FS、コレクタ接点には電圧V_Sが印加される。尚、
説明の都合上、これらのnpnトランジスタも転送ゲート
電極G₁₁〜Ｇ_4n/2に対応して示す。

次に、第２の駆動回路13は、同期制御回路６から供給
されるタイミング信号φ_１〜φ_４を第３の駆動回路14か
らの駆動信号S_S1、S_S2〜Ｓ_Sn/2、Ｓ_Sn/2＋１〜S_Snに同
期して切換え動作するNMOSトランジスタd₁₁、d₂₁、
d₃₁、d₄₁〜ｄ_4n/2とm₁₁、m₂₁、m₃₁、m₄₁〜ｍ_4n/2とから
成り、２×ｎ個のNMOSトランジスタd₁₁、d₂₁、d₃₁、d₄₁
〜ｄ_4n/2は蓄積部８の転送ゲート電極g₁₁、g₂₁、g₃₁、g
₄₁〜ｇ_4n/2に順番に接続し、残りの２×ｎ個のNMOSトラ
ンジスタm₁₁、m₂₁、m₃₁、m₄₁〜ｍ_4n/2は受光部８の転送
ゲート電極G₁₁、G₂₁、G₃₁、G₄₁〜Ｇ_4n/2に順番に接続し
ている。尚、説明の都合上、NMOSトランジスタd₄₁〜ｄ
_4n/2とm₄₁〜ｍ_4n/2を転送ゲート電極g₄₁〜ｇ_4n/2とG₄₁
〜Ｇ_4n/2の配列に対応して示してある。

更に、蓄積部８のこれらのNMOSトランジスタは、４個
ずつを１組として、それらのゲート接点に順番に第３の
駆動回路14の駆動信号S_S1、S_S2〜Ｓ_Sn/2、Ｓ_Sn/2＋１〜
S_Snが印加され、各組の第１番目のNMOSトランジスタ
d₁₁、d₁₂、D₁₃、d₁₄〜ｄ_1n/2のドレイン接点にタイミン
グ信号φ_１、第２番目のNMOSトランジスタd₂₁、d₂₂、d
₂₃、d₂₄〜ｄ_2n/2のドレイン接点にタイミング信号
φ_２、第３番目のNMOSトランジスタd₃₁、d₃₂、d₃₃、d₃₄
〜ｄ_3n/2のドレイン接点にタイミング信号φ_３、第４番
目のNMOSトランジスタd₄₁、d₄₂、d₄₃、d₄₄〜ｄ_4n/2のド
レイン接点にタイミング信号φ_４が供給される。

同様に、受光部７のこれらのNMOSトランジスタも、４
個ずつを１組として、それらのゲート接点に順番に第３
の駆動回路14の駆動信号Ｓ_Sn/2＋１、Ｓ_Sn/2＋２〜S_Sn
が印加され、各組の第１番のNMOSトランジスタm₁₁、
m₁₂、m₁₃、m₁₄〜ｍ_1n/2のドレイン接点にタイミング信
号φ_１、第２番目のNMOSトランジスタm₂₁、m₂₂、m₂₃、m
₂₄〜ｍ_2n/2のドレイン接点にタイミング信号φ_２、第３
番目のNMOSトランジスタm₃₁、m₃₂、m₃₃、m₃₄〜ｍ_3n/2の
ドレイン接点にタイミング信号φ_３、第４番目のNMOSト
ランジスタm₄₁、m₄₂、m₄₃、m₄₄〜ｍ_4n/2のドレイン接点
にタイミング信号φ_４が供給される。第３図中の信号S
₁₁、S₂₁、S₃₁、S₄₁〜Ｓ_4n/2とI₁₁、I₂₁、I₃₁、I₄₁〜Ｉ
_4n/2が各転送ゲート電極に供給される信号である。

第３の駆動回路14は、第４図に示すように、所定タイ
ミングの駆動信号S_S1、S_S2、S_S3、S_S4〜Ｓ_Sn/2、Ｓ
_Sn/2＋１〜S_Snを出力するｎビット出力型のシフトレジ
スタで形成されている。即ち、このシフトレジスタは、
第５図のタイミングに示すように、スタートパレスの信
号φ_INを２相のタイミング信号φ_Ａ、φ_Ｂに同期して下
位の出力ビットから上位の出力ビットへ転送することに
より、順次に論理値“M"の駆動信号を発生させる構成と
なっている。即ち、最初に最下位の駆動信号S_S1だけが
“M"レベルで他の上位ビット出力は“L"レベルとなり、
次の周期では下位２ビットの駆動信号S_S1とS_S2が“M"レ
ベルで、残りの上位ビット出力は“L"レベルとなり、更
に、次の周期では下位２ビットの駆動信号S_S1とS_S2とS
_S3が“M"レベルで、残りの上位ビット出力は“L"レベル
となるというように、駆動信号の“M"レベルの出力が順
次に下位ビットから上位ビットヘ拡がるように変化す
る。

第４図に示すように、ビット毎の回路はセル構造を有
し、４×ｎ個のセル構造の回路が従属に接続することに
よってシフトレジスタを構成している。したがって、第
１ビット目の回路を代表して説明すると、一方のタイミ
ング信号φ_Ｂの信号線とアース端子間に、MOSトランジ
スタu₁₁、u₁₂がドレイン・ソース路を直列として接続
し、MOSトランジスタu₁₁のゲート接点が入力接点θ_INに
接続し、MOSトランジスタu₁₂のゲート接点が他方のタイ
ミング信号φ_Ａの信号線に接続している。MOSトランジ
スタu₁₁のゲート・ドレイン接点間には、ゲート酸化膜
を利用したブートストラップ用コンデンサε₁₁が接続
し、更に、MOSトランジスタu₁₁のドレイン接点間がMOS
トランジスタu₁₃のソース・ドレイン路を介して中間接
点θ_Ｘに接続している。又、信号V_Mの信号線と信号V_Lの
信号線の間にMOSトランジスタu₁₄、u₁₅がドレイン・ソ
ース路を直列として接続し、MOSトランジスタu₁₄のゲー
ト接点に信号V_Mが印加され、MOSトランジスタu₁₅のゲー
ト接点が入力接点θ_INに接続している。又、中間接点θ
_Ｘと信号V_Lの信号線の間にMOSトランジスタu₁₇が接続す
ると共に、MOSトランジスタu₁₄とu₁₅の接続接点とMOSト
ランジスタu₁₇のゲート接点間にMOSトランジスタu₁₆が
接続し、MOSトランジスタu₁₆のゲート接点に信号φ_Ｂが
印加される。又、MOSトランジスタu₁₁〜u₁₇及びコンデ
ンサε₁₁から成る前段回路と同じ構成の後段回路がMOS
トランジスタu₂₁〜u₂₇及びコンデンサε₂₁で構成されて
いる。但し、MOSトランジスタu₁₁に対応するトランジス
タu₂₁、MOSトランジスタu₁₂に対応するトランジスタ
u₂₂、MOSトランジスタu₁₆に対応するトランジスタu₂₆の
各ゲート接点に印加される信号φ_Ａとφ_Ｂは相互に逆の
信号に印加される関係に設定され、後段回路の入力接点
が中間接点θ_Ｘに接続し、トランジスタu₂₃の出力側接
点が第１ビット目の出力接点θ_Ｏとなっている。そし
て、後段回路のMOSトランジスタu₂₁のドレイン接点に第
１ビット目の駆動信号S_S1が発生し、第３図に示す第２
駆動回路13に供給するように配線されている。そして、
同様のセル構造の残りの回路の入力接点θ_INと出力接点
θ_Ｏが従属に接続することにより、上位ビットの回路も
形成されている。尚、第１ビットの入力接点θ_INは、ゲ
ート接点にタイミング信号φ_Ａが印加されるMOSトラン
ジスタu₀₀を介してスタートパルスの信号φ_INが供給さ
れる。第４図中の各接点に発生する信号V₁〜V₁₇は、第
５図に示すタイミングとなり、特にこのシフトレジスタ
は、ブートストラップ用コンデンサε₁₁、ε₂₁の昇圧効
果により、内部に伝播する各信号の波形を整形するとい
う効果を有している。

次に、第７図において、縦断面構造を説明する。尚、
第７図は第３図の受光領域７及び第１、第２、第３の駆
動回路12、13、14にわたるＢ−Ｂ′線間の縦断面構造を
示す。まず、ｎ形不純物から成る半導体基板中に受光領
域７を形成するためのｐウェル層16と、第１の駆動回路
12を形成するためのｐウェル層17、及び第２、第３の駆
動回路13、14を形成するためのｐウェル層18が埋設さ
れ、これらのｐウェル層16、17、18内に夫々所定の素子
を形成している。まず、受光領域７は、ｐウェル層16内
にn⁺形不純物からなる複数の不純物層19を列方向Ｙ及び
行方向Ｘに沿ってマトリクス状に配列形成することによ
り画素となるフォトダイオードが形成され、更に、列方
向Ｙに配列される各不純物層19に隣接してｎ形の不純物
層（第７図中の点線で示す部分）20を形成することによ
り、垂直電荷転送路L₁〜L_mが形成されている。尚、第３
図のTgで示す（１カ所だけ代表して示す）トランスファ
ゲートとなる部分とフォトダイオードの部分及び垂直電
荷転送路の部分を除く周囲にp⁺形の不純物層21を形成す
ることで、チャンネルストッパ領域を形成している。そ
して、半導体基板の表面に第３図に示すような配列でゲ
ート電極が積層されている。

第１の駆動回路12中のNMOSトランジスタは、ｐウェル
層17内の構造に示すように、一対のn⁺形不純物層22、23
と、表面部分にゲート電極を積層した構造から成り、ド
レイン接点となるn⁺形不純物層22に駆動信号φ_Ｈが印加
され、ソース接点となるn⁺形不純物層23が垂直電荷転送
路上のゲート電極に接続している。又、信号V_Lはｐウェ
ル層17に埋設されたp⁺形不純物層24に印加される。npn
トランジスタは、ｐウェル層17に埋設されたp⁺形不純物
層25とn⁺形不純物層26及びｎ形の半導体基板13から成
り、エミッタ接点となるn⁺形不純物層26が各ゲート電極
に接続し、ベース接点となるｐウェル層17及びp⁺形不純
物層25にタイミング信号φ_FSが印加され、コレクタ接点
となるｎ形の半導体基板15にはバイアス電圧V_Sが印加さ
れる。

第２の駆動回路13中のMOSトランジスタは、ｐウェル
層18内に形成したn⁺形不純物層27、28と、これらの上部
に設けられたゲート電極によって形成される図示のよう
なMOSトランジスタ群で構成され、第３の駆動回路14も
同様のMOSトランジスタ群等によって構成されている。
次に、かかる構造を有する電荷結合型固体撮像装置の作
動を静止画を撮影する電子スチルカメラに適用した場合
について説明する。

まず、１フレーム分の静止画を撮影するための概略動
作を第８図のタイミング図と共に説明する。図中の期間
T_VBがNTSC等の標準テレビジョン方式の垂直ブランキン
グ期間に相当するものとすると、この期間T_VB中の所定
時点でフォトダイオードから受光部７の垂直電荷転送路
へ全画素信号を移す所謂フィールドシフト動作を行い、
更に、受光部７へ転送された全画素信号を後述する所定
の転送タイミングで蓄積部８の垂直電荷転送路へ高速転
送する。

そして、電子シャッター機能によれば、このフィール
ドシフト動作の時点がシャッターの閉じる時点に相当す
ると共に、露光完了時点となる。したがって、この時点
から先の時点で露光動作が開始しそしてフィールドシフ
ト動作の開始時点までがフォトダイオードによる露光期
間（即ち、受光期間）となる。更に、垂直電荷転送路L₁
〜L_m及び水平電荷転送路10中のスメア成分や暗電流成分
となるような不要電荷は、露光動作の終了前に所定の電
荷転送動作によってドレイン部15と外部へ掃き出され
る。

次に、NTSC等の標準テレビジョン方式の水平ブランキ
ング期間に相当する期間T_HBにおいて、蓄積部８中の水
平電荷転送路10に最も近い側の転送ピクセルの画素信号
を水平電荷転送路10へ転送し、次に、水平走査期間（所
謂、1H期間）に相当する期間T_1Hにおいて、水平電荷転
送路10が１行分の画素信号を点順次走査のタイミングで
水平転送することによって第１行目の画素信号を読み出
す。

そして、次の水平ブランキング期間に相当する期間T
_HBにおいて、蓄積部８の垂直電荷転送路L₁〜L_mが次の行
の画素信号を水平電荷転送路10へ転送し、更に、次の水
平走査期間に相当する期間T_1Hにおいて水平電荷転送路1
0が水平転送することによって、第２行目の画素信号を
読み出す。

更に、次の水平ブランキング期間と水平走査期間に相
当する各期間T_HBとT_1Hにおいて第３行目の画素信号を読
出す。そして、残りの行の画素信号も同様の処理を繰り
返すことによって順番に読出し、最終的に１フレーム画
に対応する全画素信号を読み出す。即ち、この実施例
は、電子シャッター機能を有して、ノンインターレース
・フレーム走査読出しを行う。

以下、更に第８図の撮像動作を第９図〜第12図に示す
各駆動信号及びタイミング信号についてのタイミングチ
ャートに基づいて詳述する。尚、第９図と第10図の横軸
は同一の時間スケールで示してあり、図中の期間T_VBが
垂直ブランキング期間、期間_HBが水平ブランキング期
間、期間T_1Hが水平走査期間に対応している。更に、第1
1図は第９図と第10図中の高速転送期間T_VBFの中の要部
タイミングを拡大して示し、更に、第12図は第11図中の
信号S₁₁〜S₄₁、S₁₂〜S₄₂、S_1n〜S_4nの点線で囲んで示す
夫々の部分のタイミングを拡大して示している。

又、これらの図中の符号“H"は12ボルト、“M"は０ボ
ルト、“L"は−８ボルト、“HH"は半導体基板の電圧と
等しい約15〜25ボルトの電圧レベルを示す。

まず、垂直ブランキング期間T_VBの動作を説明する。
第９図及び第10図に示すように、垂直ブランキング期間
T_VBの初期の時点t₂においてフィールドシフト動作を行
う。即ち、信号φ_Ｇとφ_Ｈとフィールドシフト信号φ_FS
が“H"レベルとなることにより、全てのnpnトランジス
タQ₂₁、G₄₁、G₂₂、G₄₂〜が導通状態となり、受光部７中
の偶数番目の転送ゲート電極G₂₁、G₄₁、G₂₂、G₄₂〜Ｇ
_2n/2、Ｇ_4n/2に“H"レベルの信号I₂₁、I₄₁、I₂₂、I₄₂〜
Ｉ_2n/2、Ｉ_4n/2が印加され、奇数番目の転送ゲート電極
G₁₁、G₃₁、G₁₂、G₃₂〜Ｇ_3n/2、Ｇ_3n/2に信号V_Lと等しい
“L"レベルの信号I₁₁、I₃₁、I₁₂、I₃₁〜Ｉ_1n/2、Ｉ_3n/2
が印加される。更に、この時点t₂では、第３の駆動回路
14の全ての出力信号S_S1〜S_Snは“L"レベルとなるので、
第２の駆動回路13中のトランジスタd₁₁〜ｄ_4n/2とm₁₁〜
ｍ_4n/2が非導通状態となり、転送ゲート電極g₁₁〜ｇ
_4n/2とG₁₁〜Ｇ_4n/2と第３の駆動回路14は電気的に遮断
状態となる。

したがって、時点t₂では偶数番目の転送ゲート電極G
₂₁、G₄₁、G₂₂、G₄₂〜Ｇ_2n/2、Ｇ_4n/2の下に全てのフォ
トダイオードに対応してポテンシャル井戸（転送ピクセ
ル）が発生すると同時に、奇数番目の転送ゲート電極G
₁₁、G₃₁、G₁₂、G₃₂〜Ｇ_1n/2、Ｇ_3n/2の下にポテンシャ
ル障壁が発生するので、全ての画素信号が相互に混合す
ること無くトランスファゲートTgを介してこれらのポテ
ンシャル井戸（転送ピクセル）に転送される。そして、
フィールドシフト信号φ_FSが“L"レベルとなることによ
りトランスファゲートTgが再び遮断する。

次に、時点t₂に続く所定期間T_VBF中に、全ての画素信
号を受光部７から蓄積部８へ高速に転送する。

即ち、第９図に示すように、この期間T_VBFでは、信号
のφ_FSが常に“L"レベル、信号φ_Ｈが常に“M"レベルに
設定され、信号φ_Ｇは信号φ_Ａを反転した信号と等しい
タイミングの信号となる。そして、第11図に示すよう
に、第３の駆動回路14を構成するシフトレジスタにスタ
ートパレスの信号φ_INが印加されると、同期信号φ_Ａと
φ_Ｂに同期して信号S_S1〜S_Snが順次に“L"レベルから
“M"レベルへ反転し、これに同期して第２の駆動回路13
中のトランジスタd₁₁〜ｄ_4n/2とm₁₁〜ｍ_4n/2が４個ずつ
を一組として順番にオン状態となっていく。この結
果、、トランジスタd₁₁〜ｄ_4n/2とm₁₁〜ｍ_4n/2の内のオ
ン状態となったトランジスタを介して信号φ_１〜φ_４が
転送ゲート電極g₁₁〜ｇ_4n/2とG₁₁〜Ｇ_4n/2へ転送され、
転送ゲート信号S₁₁〜Ｓ_4n/2とI₁₁〜Ｉ_4n/2となる。

即ち、第11図の夫々の点線の矩形範囲内に信号φ_１〜
φ_４に同期した転送ゲート信号が発生し、転送ゲート信
号S₁₁〜S₄₁の各点線の矩形範囲内のタイミングを代表し
て示す第12図のような波形となる。

このようなタイミングで電荷転送を行うと、所謂ドミ
ノ倒しのように転送ピクセルの範囲が変化していくの
で、受光部７の第１行目（第３図中のP₁の行）の信号電
荷から第２行目（第３図中のP₂の行）、第３行目の（第
３図中のP₃の行）・・・・の順番で蓄積部８側へ転送さ
れる。

更に、この電荷転送動作を第13図に示す典型的な例で
説明する。尚、同図は、ある１つの垂直電荷転送路の動
作を代表して示し、４個のフォトダイオードで発生した
４個の信号電荷q₁、q₂、q₃、q₄を蓄積部８へ転送する場
合を示す。又、ハッチング四角の部分が転送ピクセル内
の各信号電荷、白ぬき四角の部分がポテンシャル障壁又
は空の転送ピクセルであるとする。

まず、時点t₂で信号電荷q₁、q₂、q₃、q₄が転送ピクセ
ルフィールドシフトされ、符号の“1"のタイミングから
信号電荷q₁の転送が開始し、“3"のタイミングから信号
電荷q₂の転送が開始し、“9"のタイミングから信号電荷
q₃の転送が開始し、“11"のタイミングから信号電荷q₄
の転送が開始する。このように、蓄積部８側に位置する
信号電荷から順番に転送されるが、これは、受光部７と
蓄積部８の境界部分（図中の一点鎖線で示す）から次第
に転送ピクセルが所謂ドミノ倒しの如く拡大していくか
らである。そして、“28"のタイミングになると、“0"
のタイミングでは受光部７に存在していた信号電荷q₁、
q₂、q₃、q₄が、同じ配列で蓄積部８の転送エレメントに
収容される。

このように、全信号電荷が蓄積部８へ転送されると、
次に、第３の駆動回路14の内容をリセットした後、水平
走査のタイミングに同期して信号電荷の読出し動作を開
始する。即ち、再び第９図及び第10図に基づいて説明す
ると、最初の水平ブランキング期間T_HB（時点t₃〜t₄の
期間）では、信号φ_Ｇが常に“L"レベルとなるので、第
１の駆動回路12中の全てのNMOSトランジスタが非導通状
態となり、全ての転送ゲート電極から電気的に切り離さ
れる。又、第３の駆動回路14は、最初の１周期の信号φ
_Ａ、φ_Ｂが印加されても全出力は未だ“L"レベルとなる
ので、信号電荷の転送動作は行われない。

次に、最初の水平走査期間T_HB（時点t₄〜t₅の期間）
に水平電荷転送路10が４相駆動方式又は２相駆動方式に
準じた所定タイミングのゲート信号α_１〜α_４に同期し
て水平転送を行うことにより、水平電荷転送路10内の不
要電荷を外部へ廃棄する。

次に、第２回目の水平ブランキング期間T_HB（時点t₅
〜t₆の期間）では、第３の駆動回路14の最初の出力端子
の駆動信号S_S1だけが信号φ_Ａ、φ_Ｂに同期して“M"レ
ベル、他の駆動信号S_S2〜S_Snは“L"レベルとなることに
より、第２の駆動回路13中の駆動信号S_S1に関わる第１
組目のNMOSトランジスタd₁₁、d₂₁、d₃₁、d₄₁だけが導通
状態となる。

そして、駆動信号S_S1だけが“M"レベルとなる期間中
に垂直電荷転送を行うための４相のタイミング信号
φ_１、φ_２、φ_３、φ_４が第２の駆動回路13に入力する
ので、第１〜第４番目の最初の組のゲート信号S₁₁、
S₂₁、S₃₁、S₄₁だけがタイミング信号φ_１、φ_２、
φ_３、φ_４と等しくなり、最初の組の第１〜第４番目の
ゲート電極g₁₁、g₂₁、g₃₁、g₄₁で電荷転送動作を行うこ
ととなる。尚、この期間T_HB（時点t₅〜t₆までの期間）
の各信号波形を第14図に拡大して示す。第14図には蓄積
部８に関係する信号S₁₁〜Ｓ_4n/2だけを示す。

この結果、信号電荷は、第14図のゲート信号S₁₁、
S₂₁、S₃₁、S₄₁のタイミング（符号の１、２、３、４、
５、６、７で示す）に合わせて、最も水平電荷転送路10
に近い第１行目の画素信号が水平電荷転送路10へ転送さ
せると共に、２行目の画素信号が第１行目の位置まで移
動する。次に、第２回目の水平走査期間T_1H（時点t₆〜t
₇の期間）では、転送ゲート電極g₁₁〜ｇ_4n/2への信号の
変化が停止し、一方、水平電荷転送路10が４相駆動方式
又は２相駆動方式に準じた所定タイミングのゲート信号
α_１、α_２に同期して水平転送を行うことにより、最初
の１行分の画素信号を点順次走査のタイミングで読み出
す。次に、時点t₇〜t₈の期間において、時点t₅〜t₆と同
様の動作を繰り返すことにより、次の行の画素信号の読
出しを行う。但し、時点t₇〜t₈の水平ブランキング期間
T_HBでは、第３の駆動回路14の駆動信号S_S1とS_S2が同時
に“M"レベル、残りの駆動信号S_S3〜S_Snが“L"レベルと
なる。尚、この期間T_HBでの各ゲート信号の波形を第15
図に拡大して示す。

この結果、第１〜第４番目の第１組のゲート電極g₁₁
〜g₄₁と、第５〜第８番目の第２組のゲート電極g₁₂〜g
₄₂が、タイミング信号φ_１〜φ_４に等しいゲート信号S
₁₁〜S₄₁とS₁₂〜S₄₂によって駆動されることとなり、こ
れらのゲート電極下の画素信号が垂直転送される。

即ち、第15図に示すタイミングによると、第２行目の
画素信号が水平電荷転送路８へ移り、第３行目の画素信
号が２行分、第４行目の画素信号が１行分、夫々水平電
荷転送路８側へ転送される。そして、時点t₈からの次の
水平走査期間T_1Hにおいて、水平電荷転送路８が第２行
目の画素信号を点順次のタイミングで読み出す。そし
て、同様の電荷転送動作を繰り返すことにより第３の駆
動回路14の出力が次第に“M"レベルに拡大していくこと
により、残りの行の信号電荷も読み出す。

そして、最終行（受光部７に最も近い側の行）の信号
電荷は、第９図及び第10図の時点t₉〜t₁₀の期間（第16
図に拡大したタイミングを示す）に水平電荷転送路10へ
垂直転送され、更に、時点t₁₀〜t₁₁の水平転送期間に水
平電荷転送路10によって読み出され、１フレーム分の全
信号電荷の読み出しが完了する。

このように、この発明の先行実施例によれば電子シャ
ッター機能を持たせ且つ１フレーム画に相当する画素信
号を１回のフレーム走査読出しで読み出すことができ
る。又、垂直電荷転送路は最も出力側の行に位置する信
号電荷から所謂ドミノ倒しの如く転送するので、転送ゲ
ート電極数を減らすことができる。尚、この実施例で
は、各水平ブランキング期間に相当する期間T_HBで４相
のタイミング信号φ_１〜φ_４に同期して電荷転送を行う
ようにしたが、４相以上の適宜の数のタイミング信号
で、相数に応じたゲート電極を駆動するように構成して
もよい。しかしながら、この先行実施例によればフィー
ルド蓄積部の面積を縮小することができない欠点があっ
た。

本発明によれば、従来のフィールド蓄積部の半分の面
積でフィールド蓄積が行え、半導体チップの縮小化を図
ることができるものである。

次に、本発明の電荷結合型固体撮像装置の実施例を図
面と共に説明する。第１図に示す静止画を撮像するため
の電子スチルカメラに適用する場合を説明する。又、第
17図及び第18図において、第１図ないし第７図中の各符
号で示す部分と同等又は相当する部分を同一符号で示し
ている。

まず、第17図に基づいて電荷結合型固体撮像装置の全
体の概略構造を説明する。第17図において、被写体光学
像を受光するための受光部７は、第１図に示す受光部と
同一の構成を有し、受光部７に連設される蓄積部８は、
第１図に示す蓄積部の半分の電荷蓄積容量を有する構成
となっている。即ち、受光部７のフォトダイオードＰが
Ｙ方向にｎ行配列（垂直解像度がｎ）されているとする
と、蓄積部８はn/2行分の画素信号を保持するだけのn/2
行の転送ピクセルを発生する。したがって、転送ピクセ
ルを発生させるための転送ゲート電極数も第１図に示す
場合の半分となっている。そして、蓄積部８の終端には
水平電荷転送路10が形成されている。

又、第１の駆動回路12は、第１図の第１の駆動回路と
同様の構成を有するが、蓄積部８の転送ゲート電極数分
だけとなり、内部回路も小規模となっている。第２の駆
動回路13も第１図中の第２の駆動回路と同様の構成を有
するが、蓄積部８の転送ゲート電極のみを制御するよう
に構成されている。第３の駆動回路は、所定のタイミン
グで作動するシフトレジスタ14から成り、シフトレジス
タ14から出力される駆動信号によって蓄積部の転送ゲー
ト電極を制御する。又、シフトレジスタ14は第４図に示
す回路から成り、シフトレジスタ14はn/4ビット出力の
構成となっている。尚、第17図のシフトレジスタ14に印
加されるタイミング信号φ_SINがスタートパルス信号、
信号φ_SA、φ_SBがシフト動作用の２相のタイミング信号
である。

第18図は、第17図の要部構造を更に詳しく示した図で
ある。第18図を第３図と比較すれば、明らかに、受光部
は通常のインターライン方式（IT方式）と同様の構成に
なっている。そして、蓄積部のみが３つの駆動回路によ
って制御され、シフトレジスタ14で受光部７と蓄積部８
の転送ゲート電極を制御する構成となっており、又、蓄
積部８は４本ずつの転送ゲート電極群を１組として、第
２の駆動回路13が制御する。

次に、かかる構造を有する電荷結合型固体撮像装置の
作動を静止画を撮影する電子スチルカメラに適用した場
合について説明する。

この実施例は、１フレームの静止画を再生するのに必
要な画素信号をインターレースのフィールド走査読出し
によって出力するものである。即ち、第18図にP₁、P₂、
P₃、P₄、P₅〜で示す各列のフォトダイオードに発生する
画素信号は、奇数フィールド走査読出しのときには、第
１行と第２行、第３行と第４行、第５行と第６行・・・
・の相互に隣合う関係の画素信号同士を混合して、（P₁
＋P₂）、（P₃＋P₄）、（P₅＋P₆）・・・・のように混合
画素信号となって出力され、偶数フィールド走査読出し
のときは、第２行と第３行、第４行と第５行、第６行と
第７行・・・・の相互に隣合う関係の画素信号同士を混
合して、（P₂＋P₃）、（P₄＋P₅）、（P₆＋P₇）・・・・
のように混合画素信号となって出力する。

まず、第19図に基づいて概略動作を説明する。第19図
の期間T_VBがNTSC等の標準テレビジョン方式の垂直ブラ
ンキング期間、期間T_Aが奇数フィールド走査期間、期間
T_Bが偶数フィールド走査期間、期間T_HBが水平ブランキ
ング期間、期間T_1Hが１水平走査期間に相当する。

そして、奇数フィールド走査期間T_A中の垂直ブランキ
ング期間T_VBの所定時点t₂でフォトダイオードから受光
部７の垂直電荷転送路へ全画素信号をフィールドシフト
し、更に、期間T_VBFにおいて、全画素信号を後述する所
定の転送タイミングで受光部７から蓄積部８へ高速転送
する。尚、この高速転送において、同時に上記の画素信
号の混合処理を行うことにより、奇数フィールドに該当
する画素信号を形成する。

又、このフィールドシフト動作の時点t₂がシャッター
の閉じる時点に相当すると共に、露光完了時点となる。
したがって、この時点t₂から先の時点で露光動作が開始
しそしてフィールドシフト動作の開始時点t₂までがフォ
トダイオードによる露光期間（即ち、受光期間）とな
る。

垂直ブランキング期間T_VBが時点t₃で終わると、次
に、水平ブランキング期間に相当する期間T_HBにおい
て、蓄積部８中の水平電荷転送路10に最も近い側の転送
ピクセル画素信号を水平電荷転送路10へ転送し、次に、
水平走査期間（所謂、1H期間）に相当する期間T_1Hにお
いて、水平電荷転送路10が１行分の混合画素信号（即
ち、受光部の２行分の画素信号を１行分に混合したこと
による画素信号）を点順次走査のタイミングで水平転送
することによって蓄積部の第１行目の混合画素信号を読
み出す。

そして、次の水平ブランキング期間に相当する期間T
_HBにおいて、蓄積部８の垂直電荷転送路L₁〜L_mが次の行
の混合画素信号が水平電荷転送路10へ転送し、更に、次
の水平走査期間に相当する期間T_1Hにおいて水平電荷転
送路10が水平転送することによって、第２行目の混合画
素信号を読み出す。更に、次の水平ブランキング期間と
水平走査期間に相当する各期間T_HBとT_1Hにおいて第３行
目の混合画素信号を読出す。そして、残りの行の混合画
素信号も同様の処理を繰り返すことによって順番に読出
し、最終的に奇数フィールド画に対応する全ての混合画
素信号を読み出す。

次に、期間T_Bにおいて偶数フィールド走査読出しを行
う。但し、垂直ブランキング期間T_VB中の所定時点t₄か
ら高速転送期間T_VBFとなるので、この時点t₄より以前に
偶数フィールド画のための露光を行う。即ち、奇数フィ
ールドの高速転送処理が完了した時点t₃から時点t₄まで
の期間が偶数フィールドの露光可能期間であり、この露
光可能期間以内において、フォトダイオード中の不要電
荷を廃棄した後、全画素信号を垂直電荷転送路へフィー
ルドシフト動作を行うまでの期間を露光期間（受光期
間）とする。

そして、偶数フィールドの高速転送が完了した時点t₅
から蓄積部８の画素信号を所定タイミングに同期して水
平走査読出しすることにより、偶数フィールド画に対応
する全画素信号を読み出す。更に、第20図ないし第25図
のタイミングチャートに基づいて、第19図に示したフィ
ールド走査読出しの動作を詳述する。

尚、第20図と第21図は共に等しい時間スケールで示し
てあり、奇数フィールドと偶数フィールドの両方の走査
読出しのタイミングを示している。又、第22図と第23図
は共に等しい時間スケールで示してあり、奇数フィール
ドノ高速転送期間T_VBFのタイミングを示す。更に、第24
図と第25図は共に等しい時間スケールで示してあり、偶
数フィールドの高速転送期間T_VBFのタイミングを示す。

まず、奇数フィールド走査読出しにおける垂直ブラン
キング期間T_VBの動作を説明する。第20図及び第21図に
示すように、垂直ブランキング期間T_VBの初期の時点t₂
においてフィールドシフト動作を行う。即ち、信号φ_２
とφ_４が“H"レベルとなることにより、受光部７中の偶
数番目の転送ゲート電極G₂₁、G₄₁、G₂₂、G₄₂〜Ｇ_2n/2、
Ｇ_4n/2に“H"レベルの信号I₂₁、I₄₁、I₂₂、I₄₂、〜Ｉ
_2n/2、Ｉ_4n/2が印加され、奇数番目の転送ゲート電極G
₁₁、G₃₁、G₁₂、G₃₂〜Ｇ_1n/2、Ｇ_3n/2に信号φ_１、φ_３
と等しい“L"レベルの信号I₁₁、I₃₁、I₁₂、I₃₂〜
Ｉ_1n/2、Ｉ_3n/2が印加される。

更に、時点t₂では、シフトレジスタ14の全ての出力S
_S1〜Ｓ_Sn/4が“M"レベルであり、駆動回路13中のトラン
ジスタd₁₁〜ｄ_4n/4が導通状態となり、転送ゲート電極g
₁₁〜ｇ_4n/4の偶数番目の転送ゲート電極g₂₁、g₄₁、
g₂₂、g₄₂〜ｇ_2n/4、ｇ_4n/4には“M"レベル、奇数番目の
転送ゲート電極g₁₁、g₃₁、g₁₂、g₃₂〜ｇ_1n/4、ｇ_3n/4に
は“L"レベルの信号が印加される。したがって、時点t₂
では、偶数番目の転送ゲート電極G₂₁、G₄₁、G₂₂、G₄₂〜
Ｇ_2n/2、Ｇ_4n/2の下に全てのフォトダイオードに対応し
てポテンシャル井戸（転送ピクセル）が発生すると同時
に、奇数番目の転送ゲート電極G₁₁、G₃₁、G₁₂、G₃₂〜Ｇ
_1n/2、Ｇ_3n/2の下にポテンシャル障壁が発生するので、
全ての画素信号が相互に混合すること無くトランスファ
ゲートTgを介してこれらのポテンシャル井戸（転送ピク
セル）に転送される。そして、フィールドシフト信号φ
_FSが再び“L"レベルとなることにより、トランスファゲ
ートTgが再び遮断する。

次に、時点t₂に続く高速電荷転送期間T_VBF中に、全て
の画素信号を受光部７から蓄積部８へ高速に転送する。
そして、予め高速転送の前に２行ずつの画素信号を混合
しておいてから蓄積部８へ転送する。

即ち、第22図と第23図に示すように、この高速電荷転
送期間T_VBFでは、信号φ_Ｈが常に“M"レベルに設定さ
れ、信号φ_Ｇは信号φ_Ａの反転した信号と等しいタイミ
ングの信号となる。そして、第22図に示すように、高速
転送を行う前に予め、P₁とP₂、P₃とP₄、P₅とP₆・・・・
のフォトダイオードからの信号を混合する。そして、蓄
積部において、シフトレジスタ14では前フィーオルドの
読出し動作により、信号φ_SINに“M"レベルの信号が印
加されており、同期信号φ_SAに同期して信号S_S1〜Ｓ
_Sn/4の全ての出力が“M"レベルを出力しており、この信
号S_S1〜Ｓ_Sn/4に同期して第２の駆動回路13中のトラン
ジスタd₁₁〜ｄ_4n/4がオン状態となっている。

この結果、トランジスタd₁₁〜ｄ_4n/4を介して信号φ
_１〜φ_４が転送ゲート電極g₁₁〜ｇ_4n/4へ印加され、転
送ゲート信号S₁₁〜Ｓ_4n/4となる。又、受光部の転送ゲ
ート電極I₁₁〜Ｉ_4n/2では、信号φ_１〜φ_４が直接印加
され、通常の４相駆動に準じたタイミングで高速転送を
行う。

そして、第22図と第23図に示すように、蓄積部８にお
いて、画素信号が水平荷転送路10にも最も近い行に転送
される前に、シフトレジスタ14の信号φ_S1Nの入力に
“L"レベルの信号が印加されると、画素信号が蓄積部に
おいて、水平電荷転送路10に最も近い側の行に転送され
た直後の同期信号φ_SAのタイミングから信号S_S1〜Ｓ
_Sn/4が順次に“M"レベルから“L"レベルへ反転してい
き、この信号S₁〜Ｓ_Sn/4に同期して第２の駆動回路13中
のトランジスタd₁₁〜ｄ_4n/4が４個ずつを一組にして順
次にオフ状態となっていく。この結果、蓄積部８の転送
ゲート電極g₁₁〜ｇ_44/nに対して、４個ずつを一組にし
て順次に信号φ_１〜φ_４が印加されなくなり、蓄積部８
の垂直電荷転送路の動作が水平荷転送路10に近い側から
停止し、信号電荷が２電極に対して１個蓄積される。

更に、この奇数フィールド走査読出しの時の高速電荷
転送動作を第24図に示す典型例で説明する。尚、同図
は、ある１つの垂直電荷転送路の動作を示し、受光部７
中に８列のフォトダイオードを有すると共に、垂直電荷
転送路の転送動作を16本の転送ゲート電極で行い、蓄積
部８の垂直電荷転送路には８本の転送ゲート電極が設け
られている場合を示す。又、 の部分が転送ピクセル内の各信号電荷、□がポテンシャ
ル障壁又は空の転送ピクセルであるとする。

まず、時点t₂で信号電荷q₁〜q₈が転送ピクセルへフィ
ールドシフトされ、時点t_2aで、q₁とq₂、q₃とq₄、q₅とq
₆、q₇とq₈の組み合わせで画素混合され、時点t_2aで信号
電荷は垂直転送ゲート電極の１つの電極の下に蓄えられ
る。そして、符号の“5"のタイミングから混合された信
号電荷（q₁＋q₂）、（q₃＋q₄）、（q₅＋q₆）、（q₇＋
q₈）の転送が開始し、“20"のタイミングでシフトレジ
スタ14の出力S_S1が“L"レベルとなり、転送ゲート電極g
₁₁〜g₄₁が停止し、混合信号電荷（q₁＋q₂）が転送ゲー
ト電極g₂₁の下に保持される。

次に、“28"のタイミングで信号S_S2が“L"レベルとな
り、ゲート電極g₁₂〜g₄₂が停止し、混合画素信号（q₃＋
q₄）がゲート電極g₄₁に、混合画素信号（q₅＋q₆）がゲ
ート電極g₂₂の下に保持され、“35"のタイミングで混合
画素信号（q₇＋q₈）がゲート電極g₄₂の下に保持され
て、転送動作が完了する。

このように蓄積部８では、転送ゲート電極が水平転送
路10に近い側から順に停止していくことにより、混合画
素信号（q₁＋q₂）、（q₃＋q₄）、（q₅＋q₆）、（q₇＋
q₈）が、蓄積部８の転送エレメントに収容されることと
なる。次に、再び第20図と第21図において説明すると、
垂直ブランキング期間T_VBが経過すると、水平走査のタ
イミングに同期して混合画素信号の読出し動作を開始す
る。

即ち、最初の水平ブランキング期間T_HB（時点t₃〜t₄
の期間）では、信号φ_Ｇが常に“L"レベルとなるので、
第１の駆動回路10中の全てのNMOSトランジスタが非導通
状態となり、全ての転送ゲート電極から電気的に切り離
される。又、シフトレジスタ14にはスタートパルス信号
φ_INが印加されないが、最初の１周期の信号φ_SA、φ_SB
が印加されても未だ全ての出力信号S₁₁〜Ｓ_1n/4は“L"
レベルのままとなり、受光部８内の垂直電荷転送路で
は、信号電荷の転送動作は行われない。

次に、最初の水平走査期間T_HB（時点t₄〜t₅の期間）
に水平電荷転送路10が４相駆動方式又は２相駆動方式に
準じた所定タイミングのゲート信号α_１〜α_４に同期し
て水平転送を行うことにより、水平電荷転送路10内の不
要電荷を外部へ廃棄する。

次に、第２回目の水平ブランキング期間T_HB（時点t₅
〜t₆の期間）では、シフトレジスタ14の最初の出力端子
の駆動信号S_S1だけが信号φ_Ａ、φ_Ｂに同期して“M"レ
ベル、他の駆動信号S_S2〜Ｓ_S2nは“L"レベルとなること
により、第２の駆動回路13中の駆動信号S_S1に関わる第
１組目のNMOSトランジスタd₁₁、d₂₁、d₃₁、d₄₁だけが導
通状態となる。

そして、駆動信号S_S1だけが“M"レベルとなる期間中
に垂直電荷転送を行うための４相のタイミング信号
φ_１、φ_２、φ_３、φ_４が第２の駆動回路13に入力する
ので、第１〜第４番目の最初の組のゲート信号S₁₁、
S₂₁、S₃₁、S₄₁だけがタイミング信号φ_１、φ_２、
φ_３、φ_４と等しくなり、最初の組の第１〜第４番目の
ゲート電極g₁₁、g₂₁、g₃₁、g₄₁で電荷転送動作を行うこ
ととなる。この結果、最も水平電荷転送路10に近い第１
行目の画素信号が水平電荷転送路10へ転送されると共
に、２行目の画素信号が第１行目の位置まで移動する。

次に、第２回目の水平走査期間T_1H（時点t₆〜t₇の期
間）では、転送ゲート電極g₁₁〜ｇ_4n/4への信号の変化
が停止し、一方、水平電荷転送路10が４相駆動方式又は
２相駆動方式に準じた所定タイミングのゲート信号α_１
〜α_４に同期して水平転送を行うことにより、最初の１
行分の画素信号を点順次走査のタイミングで読み出す。
次に、時点t₇〜t₈の期間において、時点t₅〜t₆と同様の
動作を繰り返すことにより、次の行の画素信号の読出し
を行う。但し、時点t₇〜t₈の水平ブランキング期間T_HB
では、シフトレジスタ14の駆動信号S_S1とS_S2が同時に
“M"レベル、残りの駆動信号S_S3〜Ｓ_Sn/4が“L"レベル
となる。この結果、第１〜第４番目の第１組のゲート電
極g₁₁〜g₄₁と、第５〜第８番目の第２組のゲート電極g
₁₂〜g₄₂が、タイミング信号φ_１〜φ_４に等しいゲート
信号S₁₁〜S₄₁とS₁₂〜S₄₂によって駆動されることとな
り、これらのゲート電極下の画素信号が垂直転送され
る。

そして、時点t₈からの次の水平走査期間T_1Hにおい
て、水平電荷転送路10が第２列目の画素信号を点順次の
タイミングで読み出す。

そして、同様の電荷転送動作を繰り返すことによりシ
フトレジスタ14の出力が次第に“M"レベルに拡大してい
くことにより、残りの行の信号電荷も読み出す。

そして、最終行（受光部７に最も近い側の行）の信号
電荷は、第20図及び第21の時点t₉〜t₁₀の期間（第15図
に拡大したタイミングを示す）に水平電荷転送路10へ垂
直転送され、更に、時点t₁₀〜t₁₁の水平転送期間に水平
電荷転送路10によって読み出され、奇数フィールド分の
全信号電荷の読み出しが完了する。

このように奇数フィールドの走査読出しが完了する
と、次に、偶数フィールドの走査読出しを行う。尚、第
19図において説明したように、偶数フィールドの画像を
露光するための動作は、奇数フィールドの画素信号を走
査読出ししている期間中にほぼ完了している。

この偶数フィールドの走査読出しのタイミングは高速
転送期間T_VBFのタイミングが奇数フィールドの走査読出
しのタイミングと若干異なるだけで、水平走査ブランキ
ング期間T_HB及び水平走査期間T_1Hのタイミングは、第20
図及び第21図に示すタイミングとほぼ等しい。即ち、奇
数フィールド走査読出しの動作を説明するための各時点
t₂〜t₁₁に対応して示す時点（t₁₂）〜（t₂₁）が偶数フ
ィールド走査読出しのタイミングを示している。

もし仮に、偶数フィールドの露光を時点（t₁₂）で完
了するものとすると、この時点（t₁₂）では時点t₂と同
じ動作を行うことにより、偶数番目の転送ゲート電極G
₂₁、G₄₁、G₂₂、G₄₂〜Ｇ_2n/2、Ｇ_4n/2の下に全てのフォ
トダイオードに対応してポテンシャル井戸（転送ピクセ
ル）が発生すると同時に、奇数番目の転送ゲート電極G
₁₁、G₃₁、G₁₂、G₃₂〜Ｇ_1n/2、Ｇ_3n/2の下にポテンシャ
ル障壁が発生し、全ての画素信号が相互に混合すること
無くトランスファゲートTgを介してこれらのポテンシャ
ル井戸（転送ピクセル）に転送される。信号φ_２、φ_４
が再び“M"レベルとなることにより、トランスファゲー
トTgが再び遮断する。

次に、第25図と第26図に示すように、時点（t₁₂）に
続く高速電荷転送期間T_VBFでは、信号φ_Ｈが常に“M"レ
ベルに設定され、信号φ_Ｇは信号φ_Ａの反転した信号と
等しいタイミングの信号となる。

そして、第25図に示すように、高速転送を行う前（時
点t_2a、t_2b、t_2c、t_2d）に予めP₂とP₃、P₄とP₅、P₆とP₇
・・・・のフォトダイオードからの信号を混合する。そ
して、シフトレジスタ14では前フィールドの読出し動作
により、φ_SINに“M"レベルの信号が印加されており、
同期信号φ_SA、φ_SBに同期して信号S_S1〜Ｓ_Sn/4の全て
の出力が“M"レベルを出力しており、これらの信号S_S1
〜Ｓ_Sn/4に同期して第２の駆動回路13中のトランジスタ
d₁₁〜ｄ_4n/4がオン状態となっている。この結果、トラ
ンジスタd₁₁〜ｄ_4n/4を介して信号φ_１〜φ_４が転送ゲ
ート電極g₁₁〜ｇ_4n/4へ印加され、転送ゲート信号S₁₁〜
Ｓ_4n/4となる。又、受光部の転送ゲート電極I₁₁〜Ｉ
_4n/2では信号φ_１〜φ_４が直接印加され、通常の４相駆
動に準じたタイミングで高速転送を行う。

そして、第25図と第26図に示すように、画素信号が蓄
積部８において、水平電荷転送路10に最も近い側の行に
転送される前にシフトレジスタ14のφ_S1Nの入力に“L"
レベルの信号が印加されると、画素信号が蓄積部８にお
いて、水平電荷転送路10に最も近い側の行に転送された
直後の同期信号φ_SAのタイミングから信号S_S1〜Ｓ_Sn/4
が順次に“M"レベルから“L"レベルへ反転していき、こ
の信号S_S1〜Ｓ_Sn/4に同期して第２の駆動回路13の中の
トランジスタd₁₁〜ｄ_4n/4が４個ずつを一組として、順
次にオフ状態となっていく。

この結果、蓄積部８の転送ゲート電極g₁₁〜ｇ_44/nに
対して４個ずつを一組にして、順次に信号φ_１〜φ_４が
印加されなくなり、蓄積部８の垂直電荷転送路の動作が
水平電荷転送路10に近い側から停止していき、信号電荷
が２電極に対して１個蓄積される。

このように、奇数フィールドと同様の動作を行うが、
混合する信号電荷の組み合わせが異なる。更に、偶数フ
ィールド走査読出し時の高速電荷転送動作を第27図に示
す典型例で示す説明する。尚、同図は、ある１つの垂直
電荷転送路の動作を示し、受光部７中に８列のフォトダ
イオードを有すると共に、垂直電荷転送路の転送動作を
16本の転送ゲート電極で行い、蓄積部８の垂直電荷転送
路には８本の転送ゲート電極が設けられている場合を示
す。又、 の部分が転送ピクセル内の各信号電荷、□がポテンシャ
ル障壁又は空の転送ピクセルであるとする。

まず、時点（t₁₂）で信号電荷q₁〜q₈が転送ピクセル
ヘフィールドシフトされ、時点t_12aで、q₂とq₃、q₄と
q₅、q₆とq₇が画素混合され、時点t_12dで転送ゲート電極
の１つが転送ゲート電極の下に蓄えられる。そして、符
号の“5"のタイミングから混合画素信号（q₁）、（q₂＋
q₃）、（q₄＋q₅）、（q₆＋q₇）、（q₈）の転送が開始
し、“20"のタイミングでシフトレジスタ14の出力S_S1が
“L"レベルとなり、転送ゲート電極g₁₁〜g₄₁が停止し、
画素信号（q₁）がまず転送ゲート電極g₂₁の下に保持さ
れる。

次に、“28"のタイミングで、信号S_S2が“L"レベルと
なり、転送ゲート電極g₁₂〜g₄₂が停止し、混合画素信号
（q₂＋q₃）、（q₄＋q₅）が転送ゲート電極g₄₁、g₂₂の下
に保持される。

そして、同様に、“35"のタイミングで混合画素信号
（q₆＋q₇）、（q₈）が転送ゲート電極g₂₁、I₂₁に保持さ
れる。

尚、この典型例では、８個の信号電荷を転送する場合
を示すが、一般的にｎ個の信号電荷q₁〜q_nを転送する場
合は、蓄積部８の最出力側の行に（q₁）、第２行目に
（q₂＋q₃）、第３行目に（q₄＋q₅）、・・・・、第n/2
行目に（q_n-1＋q_n）の混合画素信号が転送されることと
なる。

次に、再び第20図と第21図において説明すると、垂直
ブランキング期間T_VBが経過すると、水平走査タイミン
グに同期して混合画素信号の読出し動作を開始する。

即ち、最初の水平ブランキング期間T_HB（時点（t₁₃）
〜（t₁₄）の期間）では、信号φ_Ｇが常に“L"レベルと
なるので、第１の駆動回路10中の全てのNMOSトランジス
タが非導通状態となり、全ての転送ゲート電極から電気
的に切り離される。

又、シフトレジスタ14は、最初の１周期の信号φ_SA、
φ_SBが印加されても全出力S_S1〜Ｓ_Sn/4は未だ“L"レベ
ルとなるので、蓄積部８では信号電荷の転送動作は行わ
れない。

次に、最初の水平走査期間T_HB（時点（t₁₄）〜
（t₁₅）の期間）に水平電荷転送路10が４相駆動方式又
は２相駆動方式に準じた所定タイミングのゲート信号α
_１〜α_４に同期して水平転送を行うことにより、水平電
荷転送路10内の不要電荷を外部へ廃棄する。

次に、第２回目の水平ブランキング期間T_HB（時点（t
₁₅）〜（t₁₆）の期間）では、シフトレジスタ14の最初
の出力端子の駆動信号S_S1だけが信号φ_Ａ、φ_Ｂに同期
して“M"レベル、他の駆動信号S_S2〜S_S2nは“L"レベル
となることにより、第２の駆動回路13中の駆動信号S_S1
に関わる第１組目のNMOSトランジスタd₁₁、d₂₁、d₃₁、d
₄₁だけが導通状態となる。

そして、駆動信号S_S1だけが“M"レベルとなる期間中
に、垂直電荷転送を行うための４相のタイミング信号φ
_１、φ_２、φ_３、φ_４が第２の駆動回路13に入力するの
で、第１〜第４番目の最初の組のゲート信号S₁₁、S₂₁、
S₃₁、S₄₁だけがタイミング信号φ_１、φ_２、φ_３、φ_４
と等しくなり、最初の組の第１〜第４番目のゲート電極
g₁₁、g₂₁、g₃₁、g₄₁で電荷転送動作を行うこととなる。
この結果、最持水平電荷転送路10に近い第１行目の画素
信号が水平電荷転送路10へ転送されると共に、２行目の
画素信号が第１行目の位置まで移動する。

次に、第２回目の水平走査期間T_1H（時点（t₁₆）〜
（t₁₇）の期間）では、転送ゲート電極g₁₁〜ｇ_4n/4への
信号の変化が停止し、一方、水平電荷転送路10が４相駆
動方式又は２相駆動方式に準じた所定タイミングのゲー
ト信号α_１〜α_４に同期して水平転送を行うことによ
り、最初の１行目の画素信号を点順次走査のタイミング
で読み出す。

次に、時点（t₁₇）〜（t₁₈）の期間において、時点
（t₁₅）〜（t₁₆）と同様の動作を繰り返すことにより、
次の列の画素信号の読出しを行う。但し、時点（t₁₇）
〜（t₁₈）の水平ブランキング期間T_HBでは、第２のシフ
トレジスタ14aの駆動信号S_S1とS_S2が同時に“M"レベ
ル、残りの駆動信号S_S3〜Ｓ_Sn/4が“L"レベルとなる。
この結果、第１〜第４番目の第１組のゲート電極g₁₁〜g
₄₁と、第５〜第８番目の第２組のゲート電極g₁₂〜g
₄₂が、タイミング信号φ_１〜φ_４に等しいゲート信号S
₁₁〜S₄₁とS₁₂〜S₄₂によって駆動されることとなり、こ
れらのゲート電極下の画素信号が垂直転送される。時点
（t₁₈）からの次の水平走査期間T_1Hにおいて、水平電荷
転送路10が第２列目の画素信号を点順次タイミングで読
み出す。そして、同様の電荷転送動作を繰り返すことに
よりシフトレジスタ14の出力が次第に“M"レベルに拡大
していくことにより、残りの行の信号電荷も読み出す。
最終行（受光部７に最も近い側の行）の信号電荷は、第
20図及び第21図の時点（t₁₉）〜（t₂₀）の期間に水平電
荷転送路10へ垂直転送され、更に、時点（t₂₀）〜
（t₂₁）の水平転送期間に水平電荷転送路10によって読
み出され、偶数フィールド分の全信号電荷の読み出しが
完了する。

このように、この実施例によれば、蓄積部の面積を小
さくしたので、小型のFIT方式の電荷結合型固体撮像装
置を実現することができる。又、本実施例では、垂直２
画素混合の例を示したが、奇数フィールドでは奇数行の
み、偶数フィールドでは偶数行のみを読み出すフレーム
読出しも可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の電荷結合型固体撮像装
置によれば、受光部中の光電変換素子と垂直電荷転送路
を分離して形成し、露光後に光電変換素子から垂直電荷
転送路へ転送してから走査読出しを行うので、電子シャ
ッター機能を有し、且つ、垂直電荷転送路中の画素信号
を水平電荷転送路側に位置するものから順番に所謂ドミ
ノ倒しのようにして転送を行うので、転送ゲート電極の
数を低減することができ、垂直解像度の向上を図ること
ができる。従来のフィールド蓄積部の半分の面積でフィ
ールド蓄積が行え、半導体チップの縮小化を図ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る電荷結合型固体撮像装置を適用し
た電子スチルカメラの概略構成図、 第２図は先行実施例の電荷結合型固体撮像装置の概略構
成図、 第３図は第２図の実施例における受光領域の要部構造及
び周辺回路構成を示す説明図、 第４図は同実施例中に適用されるシフトレジスタの回路
図、 第５図および第６図は第４図に示すシフトレジスタの動
作を説明するタイミングチャート、 第７図は第３図中のＢ−Ｂ′線における縦断面図、 第８図は走査読出し動作を概略的に示す説明図、 第９図及び第10図は走査読出し動作を詳細に示したタイ
ミングチャート、 第11図及び第12図は、第９図及び第10図中の高速電荷転
送期間における動作を詳細に示すタイミングチャート、 第13図は先行実施例の動作を単純な場合について示した
説明図、 第14図、第15図及び第16図は第９図及び第10図中の水平
ブランキング期間の動作を詳述するためのタイミングチ
ャート、 第17図は本発明の実施例の電荷結合型固体撮像装置の概
略構成図、 第18図は同実施例における受光部及び蓄積部の要部構造
及び周辺回路構成を示す説明図、 第19図は同実施例の走査読出し動作を概略的に示す説明
図、 第20図及び第21図は同実施例の走査読出し動作を詳細に
示したタイミングチャート、 第22図及び第23図は、奇数フィールド走査読出しの場合
の高速電荷転送期間における動作を更に詳細に示すタイ
ミングチャート、 第24図は同実施例の奇数フィールド走査読出しの場合の
高速電荷転送期間における動作を単純な場合について示
した説明図、 第25図及び第26図は、偶数フィールド走査読出しの場合
の高速電荷転送期間における動作を更に詳細に示すタイ
ミングチャート、 第27図は同実施例の偶数フィールド走査読出しの場合の
高速電荷転送期間における動作を単純な場合について示
した説明図である。 符号の説明： 1;撮像光学系 2;機械式の絞り機構 3;電荷結合型固体撮像装置 4;信号処理回路 5;記録機構 6;同期制御回路 7;受光部 8;蓄積部 10;水平電荷転送路 12、13、14;駆動回路 14a、14b;シフトレジスタ L₁〜L_m;垂直電荷転送路 M₁₁、M₂₁、M₃₁、M₄₁〜;NMOSトランジスタ D₁₁、D₂₁、D₃₁、D₄₁〜;NMOSトランジスタ d₁₁、d₂₁、d₃₁、d₄₁〜;NMOSトランジスタ m₁₁、m₂₁、m₃₁、m₄₁〜;NMOSトランジスタ G₁₁、G₂₁、G₃₁、G₄₁〜；転送ゲート電極 g₁₁、g₂₁、g₃₁、g₄₁〜；転送ゲート電極 Q₂₁、Q₄₁、Q₂₂、Q₄₂〜；転送ゲート電極

フロントページの続き (72)発明者 川尻 和廣 神奈川県足柄上郡開成町宮台798番地 富士写真フイルム株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−31572（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−114377（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画素に相当する複数の光電変換素子を行方
   向及び列方向にマトリクス状に配列形成し、列方向に配
   列する各光電変換素子群に隣接して垂直電荷転送路を形
   成して成る受光部と、 該受光部のこれらの垂直電荷転送路に連設する垂直電荷
   転送路を有する蓄積部とを具備し、 画素に発生した画素信号を上記受光部の垂直電荷転送路
   へ転送した後、受光部と蓄積部の垂直電荷転送路の転送
   ゲート電極に所定タイミングのゲート信号を印加するこ
   とにより、上記蓄積部の垂直電荷転送路へ画素信号を高
   速転送し、更に、該蓄積部の垂直電荷転送路の転送ゲー
   ト電極に所定タイミングのゲート信号を印加すると共
   に、水平電荷転送路によって各行毎の画素信号を走査読
   出しする電荷結合型固定撮像装置において、 前記受光部の転送ゲート電極を各光電変換素子に対応し
   て２個ずつ設けると共に、蓄積部の転送ゲート電極数を
   受光部の転送ゲート電極数の半分に形成し、 前記高速転送時には、受光部中の相互に隣合う転送ゲー
   ト電極を所定数ずつ組にして、所定のタイミングのゲー
   ト信号を印加すると共に、蓄積部中の相互に隣合う転送
   ゲート電極を受光部中の各組に転送ゲート電極数と等し
   い数ずつ組にして、水平電荷転送路に近い側の組からゲ
   ート信号の印加を停止することにより、上記高速転送を
   行い、 前記走査読出し時には、蓄積部中の相互に隣合う転送ゲ
   ート電極を所定数ずつ組にして、水平電荷転送路側に最
   も近い側の組の転送ゲート電極から順番に所定のタイミ
   ングのゲート信号を印加することによって、走査読出し
   を行うことを特徴とする電荷結合型固体撮像装置。