(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光を信号電荷に変換する光電変換部と、
前記光電変換部で得られる信号電荷を一時的に蓄積する保持部と、
前記光電変換部と前記保持部との間に設けられ、前記信号電荷を前記保持部に転送する第１の転送ゲートと、
前記信号電荷を電圧信号に変換する電荷電圧変換部と、
前記保持部と前記電荷電圧変換部との間に設けられ、前記信号電荷を前記電荷電圧変換部に転送する第２の転送ゲートと、
を含む単位画素を複数備えた固体撮像素子と、
前記第１の転送ゲートに対し、前記光電変換部の露光期間終了以前に第１の電位を供給し、前記露光期間終了後に前記信号電荷を前記光電変換部から前記保持部に一括して転送する一括転送を行う際に第２の電位を供給し、前記一括転送終了後に第３の電位を供給するように前記固体撮像素子を駆動する駆動手段と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記第１の電位は、前記第３の電位よりも高く、前記第２の電位よりも低いことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記第３の電位は、前記第１の転送ゲートの電極下がホール蓄積状態となる電位であることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記固体撮像素子はオーバーフロードレインを更に備え、第１の電位はオーバーフロードレイン側よりも低いポテンシャル障壁を成す電位であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記固体撮像素子の出力信号を増幅する際のゲインが所定のゲインよりも高い場合に、前記駆動手段が前記第１の電位として前記第３の電位と等しい電位を前記第１の転送ゲートに供給することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項６】
入射光を信号電荷に変換する光電変換部と、
前記光電変換部で得られる信号電荷を一時的に蓄積する保持部と、
前記光電変換部と前記保持部との間に設けられ、前記信号電荷を前記保持部に転送する第１の転送ゲートと、
前記信号電荷を電圧信号に変換する電荷電圧変換部と、
前記保持部と前記電荷電圧変換部との間に設けられ、前記信号電荷を前記電荷電圧変換部に転送する第２の転送ゲートと、
を含む単位画素を複数備えた固体撮像素子の駆動方法であって、
前記第１の転送ゲートに対し、前記光電変換部の露光期間終了以前に第１の電位を供給し、前記露光期間終了後に前記信号電荷を前記光電変換部から前記保持部に一括して転送する一括転送を行う際に第２の電位を供給し、前記一括転送終了後に第３の電位を供給する工程を備えることを特徴とする固体撮像素子の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＭＯＳ型の固体撮像素子の駆動技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＣＭＯＳ型の固体撮像素子では、電子シャッター動作を行う場合、ローリング走査に起因して被写体歪み等が発生していた。この被写体歪みは、一画面分の走査時間（例えば走査速度１０コマ／ｓであれば１／１０ｓ）と被写体の移動速度を捉えるシャッタースピード（例えば１／６０ｓ）の関係において、
シャッタースピード＜＜一画面分の走査時間
であるとき顕著に発生しうるものである。
【０００３】
このため、より速いシャッタースピードであっても被写体歪みが発生しないよう、一画面分の走査時間を短くする、すなわち走査速度を向上させる技術が開発されてきた。また、コストアップが許容できる製品においては、ＣＭＯＳ型固体撮像素子と併せてメカニカルシャッターを使用し、ローリング走査の前に機械的に光遮断することで一画面分の走査時間に関係なく被写体歪みを抑制する技術が採用されてきた。
【０００４】
一方、近年デジタルカメラやデジタルビデオカメラなどに使用される固体撮像素子は、微細多画素化かつ高ＩＳＯ感度化が進んでいるが、これはとりも直さず撮像素子からの小信号を増幅して使用していることと等価である。小信号の増幅にはノイズの発生が伴うので、固体撮像素子の光感度を高めることと同時にノイズの発生を低減することが重要となる。
【０００５】
例えば、特許文献１には、フォトダイオード部と保持部を分離した上で保持部に面積的余裕を持たせることにより、飽和電荷量を維持しつつ全画面同時蓄積やダイナミックレンジ拡大等の機能付加を可能とした固体撮像装置およびその駆動方法が開示されている。図５に示すように、フォトダイオードＰＤは第１の転送ゲートＴＸ１を介して保持部Ｍｅｍに接続されており、フォトダイオードＰＤで発生した信号電荷を、露光期間の開始当初から保持部Ｍｅｍへ転送している。露光終了後の信号読み出しは、保持部Ｍｅｍから第２の転送ゲートＴＸ２を介してフローティングディフュージョン部ＦＤへ転送して以降ＣＭＯＳ型固体撮像装置特有のローリング走査が行われる。他方、フォトダイオードＰＤは上記ローリング走査中も露光されているが、第１の転送ゲートＴＸ１を閉じた上でオーバーフロードレインＯＦＤに発生電荷が常に排出されているので、保持部Ｍｅｍにある本来の信号電荷に影響を与えない。つまり、信号読み出し走査はローリング走査となっているが、実質信号電荷の蓄積開始から終了までを、第１の転送ゲートＴＸ１によって一画面分全ての画素を同時に制御することで原理的に全画面同時蓄積を可能としている。
【０００６】
上記の構成で、フォトダイオードＰＤの面積は比較的小さくしても、フォトダイオードへの集光率を向上すれば光電変換特性に特段の影響はない。その代わりに保持部Ｍｅｍの面積を大きくし、露光期間の開始当初から信号電荷を転送することと併せて飽和電荷量を維持することも可能となった。
【０００７】
一方、例えば特許文献２など、転送用ＭＯＳトランジスタのゲート電極下のポテンシャルをコントロールし、ホール蓄積状態にして暗電流成分を低減する固体撮像素子の構成が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−２４６４５０号公報
【特許文献２】特開２００２−２４７４５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述の特許文献１に開示された技術では、露光中にフォトダイオードＰＤと保持部Ｍｅｍとの間の転送ＭＯＳトランジスタのチャネルポテンシャルを引き上げ続けていることによる暗電流の増加に対する対策を、当該転送ＭＯＳトランジスタの埋め込みチャネルによって成しえている。そのため、高度な製造技術を必要としてしまう。
【００１０】
本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、飽和電荷量を維持しつつ全画面同時蓄積やダイナミックレンジ拡大等の機能付加を可能とした固体撮像素子において、高度な製造技術を必要とせずに、露光中の暗電流の増加を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る撮像装置は、入射光を信号電荷に変換する光電変換部と、前記光電変換部で得られる信号電荷を一時的に蓄積する保持部と、前記光電変換部と前記保持部との間に設けられ、前記信号電荷を前記保持部に転送する第１の転送ゲートと、前記信号電荷を電圧信号に変換する電荷電圧変換部と、前記保持部と前記電荷電圧変換部との間に設けられ、前記信号電荷を前記電荷電圧変換部に転送する第２の転送ゲートと、を含む単位画素を複数備えた固体撮像素子と、前記第１の転送ゲートに対し、前記光電変換部の露光期間終了以前に第１の電位を供給し、前記露光期間終了後に前記信号電荷を前記光電変換部から前記保持部に一括して転送する一括転送を行う際に第２の電位を供給し、前記一括転送終了後に第３の電位を供給するように前記固体撮像素子を駆動する駆動手段と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る固体撮像素子の駆動方法は、入射光を信号電荷に変換する光電変換部と、前記光電変換部で得られる信号電荷を一時的に蓄積する保持部と、前記光電変換部と前記保持部との間に設けられ、前記信号電荷を前記保持部に転送する第１の転送ゲートと、前記信号電荷を電圧信号に変換する電荷電圧変換部と、前記保持部と前記電荷電圧変換部との間に設けられ、前記信号電荷を前記電荷電圧変換部に転送する第２の転送ゲートと、を含む単位画素を複数備えた固体撮像素子の駆動方法であって、前記第１の転送ゲートに対し、前記光電変換部の露光期間終了以前に第１の電位を供給し、前記露光期間終了後に前記信号電荷を前記光電変換部から前記保持部に一括して転送する一括転送を行う際に第２の電位を供給し、前記一括転送終了後に第３の電位を供給する工程を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、飽和電荷量を維持しつつ全画面同時蓄積やダイナミックレンジ拡大等の機能付加を可能とした固体撮像素子において、高度な製造技術を必要とせずに、露光中の暗電流の増加を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１及び第２の実施形態に共通する撮像装置の構成を示す図。
【図２】固体撮像素子の単位画素を表す等価回路図。
【図３】第１及び第２の実施形態における固体撮像素子の駆動方法を表すタイミングチャート。
【図４】第２の実施形態における撮像装置の動作を示すフローチャート。
【図５】従来の固体撮像素子の駆動方法におけるポテンシャル図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は、本発明の第１及び第２の実施形態に共通する撮像装置の構成を示す図である。図１において、１は絞りを含むレンズ等の光学系、２は光学系１で結像された被写体像を光電変換し電気信号として取り出す固体撮像素子である。固体撮像素子２がＣＭＯＳ型のローリング走査を行うものである場合、前述の通り光学系１と固体撮像素子２の間にメカニカルシャッターを配し、露光終了に合わせて光遮断することで被写体歪みを抑制する技術がある。しかし、本実施形態においてはこのようなメカニカルシャッターは必須でない。後述するように、固体撮像素子２に、保持部Ｍｅｍを有する構造を採用するため、メカニカルシャッターがなくても被写体歪みが原理的に生じないためである。３は固体撮像素子２のアナログ電気信号をサンプリングするための相関二重サンプリング（ＣＤＳ）回路、４はサンプリングされたアナログ信号をデジタル信号に変換するためのＡ／Ｄ変換器である。デジタル化された画像信号は、画像メモリ８を介して信号処理回路７により、ホワイトバランス補正、ガンマ補正などの各種信号処理が施されて、記録媒体１０に記録される。記録回路９は、記録媒体１０とのインターフェイス回路である。また信号処理の施された画像信号は、インターフェイス回路である表示回路１１を介して液晶ディスプレーなどの表示装置１２に直接表示することもできる。
【００１６】
タイミング発生回路５は、駆動回路６を介して光学系１の絞り、固体撮像素子２などを含む撮像系を駆動する。また、撮像系の駆動ひいては固体撮像素子２の出力信号に同期して相関二重サンプリング回路３、Ａ／Ｄ変換器４を駆動・制御する。本実施形態の撮像装置の駆動方法は、タイミング発生回路５から駆動回路６を介して行う撮像系の駆動に特徴を持つものである。
【００１７】
システム制御部１３は、揮発性メモリ１４に一時記憶されたプログラムにより撮像装置全体を制御する。後述する第２の実施形態における駆動方法の切り替え信号は、ここで生成されてタイミング発生回路５に送信される。１５は、この制御実行時に転送されるべきプログラム、各種データを格納した不揮発性メモリである。
【００１８】
図２は、本実施形態の撮像装置で用いられる固体撮像素子２の単位画素の等価回路図である。図示しないが、固体撮像素子２は、単位画素構造２０が水平方向および垂直方向に多数配列され（複数備え）、垂直走査回路および水平走査回路を有して後述する駆動方法が実現される。また、単位画素構造２０は、例えば水平方向に並ぶ垂直列数分存在する垂直出力線Ｖｎ(以下、ｎはｎ列目の垂直出力線であることを表す。)に対し、垂直方向に水平行数分存在する他の単位画素とともに共通に接続され、水平行ごとの走査すなわちローリング走査が行われることなどは周知の通りである。なお、単位画素構造２０は、ここではフローティングディフュージョン部ＦＤ、増幅ＭＯＳトランジスタＳＦ、リセットＭＯＳトランジスタＲＳおよび選択ＭＯＳトランジスタＳＥＬを含んでいる。しかし、これらを隣接もしくは近接画素で共有する構造を採用しても構わない。
【００１９】
単位画素構造２０につき、各部の機能とともに詳細を説明する。フォトダイオードＰＤは、入射光を信号電荷に変換する光電変換部である。オーバーフロードレインＯＦＤは、フォトダイオードＰＤで発生した電荷の全部または一部を必要に応じて排出する機能を有する。実際の制御方式については、後述する第１及び第２の実施形態中の駆動方法に付随して詳細を説明する。なお、オーバーフロードレインＯＦＤについては縦型、横型を問わず、またその制御端子についてもドレイン電源そのものであっても、図２のようにフォトダイオードＰＤとのゲート電位を与える構成であってもよい。
【００２０】
保持部Ｍｅｍは、第１の転送ゲートＴＸ１を介してフォトダイオードＰＤに接続されており、さらにフローティングディフュージョン部ＦＤが第２の転送ゲートＴＸ２を介して保持部Ｍｅｍに接続されている。すなわちフォトダイオードＰＤで発生した信号電荷を正規の信号として読み出す際、保持部Ｍｅｍに一時的に蓄積してその後フローティングディフュージョン部ＦＤへ転送する。なお、フローティングディフュージョン部ＦＤは、信号電荷を電圧信号に変換する電荷電圧変換部である。実際の制御方式は、後述する第１及び第２の実施形態中の駆動方法に付随して詳細を説明する。なお、保持部Ｍｅｍはメカニカルシャッターによる光遮断が行われなくても感光しないよう、遮光されている。このとき第１の転送ゲートＴＸ１もしくは第２の転送ゲートＴＸ２が保持部Ｍｅｍの遮光構造を兼ねる電極構成であってもよい。
【００２１】
フローティングディフュージョン部ＦＤの電位変化を正規の信号として読み出すため、通常はそれに先立ってフローティングディフュージョン部ＦＤのリセット電位を読み出す。フローティングディフュージョン部ＦＤにリセット電位ＳＶＤＤを書き込むため、リセットＭＯＳトランジスタＲＳが使用される。信号電位とリセット電位を読み出す際は、選択ＭＯＳトランジスタＳＥＬの開始と垂直出力線Ｖｎの定電流源によって増幅ＭＯＳトランジスタＳＦがソースフォロワ回路を構成して電位変化を伝達することができる。以上の電位変化を読み出す方式は、本発明特有のものでなく、また垂直出力線Ｖｎ以降の構造に合わせて種々の方式が提案されているので、後述の第１及び第２の実施形態では詳細を割愛する。
【００２２】
（第１の実施形態）
以下、図３（ａ）のタイミングチャートを参照して、本発明の第１の実施形態における固体撮像素子の駆動方法について説明する。図３（ａ）において、垂直同期信号に応じて、露光（図中Ａ）、一括転送（図中Ｂ）、読み出し（図中Ｃ）と称する３つのステート遷移を行う。このうち露光と称するステートは、ＯＦＤ制御端子の図中最初の極性変化（立下り）による実質の露光期間の開始である。また一括転送と称するステートは、第１の転送ゲートＴＸ１の図中最初の極性変化（立上り）による実質の露光期間の終了である。ＯＦＤ制御端子および第１の転送ゲートＴＸ１の極性変化を、撮像領域に存在する全ての画素に対して一括で行えば、全画面同時蓄積が可能となり、被写体歪みは原理的には発生しない。さらに読み出しと称するステートは、各単位画素のうち遮光された保持部Ｍｅｍに蓄積された電荷をいわゆるローリング走査によって読み出すステートである。第２の転送ゲートＴＸ２を例えば行ごとに順次開いて（図中実線で示した極性変化は、例えば第１行目に存在する単位画素の第２の転送ゲートＴＸ２への制御を意味し、破線で示した極性変化は、以降の各行に存在する単位画素の第２の転送ゲートＴＸ２への制御を意味する）、ローリング走査が行われるが、実質の露光期間は一括転送ステートで終了しているので被写体歪み等は生じない。なお、少なくともこの読み出しステート中において、ＯＦＤ制御端子は図中２回目の極性変化の後であり実質の露光期間以前と同様不要電荷排出状態となっているので、フォトダイオードＰＤで発生した電荷が保持部に漏れ出す等の現象を抑制できる。
【００２３】
第１の転送ゲートＴＸ１の制御について詳細を説明する。まず、実質の露光期間にわたって（それ以前を含んでもよい）第１の転送ゲートＴＸ１には、前述の一括転送に伴う図中最も高い電位より低く、一括転送終了後（立下り以後）の図中最も低い電位よりは高い第１の電位が供給される。好ましくは、当該第１の電位によって形成される第１の転送ゲートのポテンシャル障壁をオーバーフロードレイン側（ＯＦＤ側）のポテンシャル障壁よりも低くしながらも、当該第１の電位をできるだけ低くする。こうすることで、第１の転送ゲートＴＸ１のゲート電極下は、一括転送時の空乏層状態よりも後述のホール蓄積状態に相対的に近い状態が保たれて、暗電流やキズの発生確率を低減できる。一方、実質の露光期間中にフォトダイオードＰＤで光電変換された正規の信号電荷がオーバーフロードレインＯＦＤ側に漏れ出して電荷を消失するという現象（飽和電荷量の減少と言ってもよい）も抑制できる。次に、信号電荷をフォトダイオードＰＤから保持部Ｍｅｍへ一括転送するため、第１の転送ゲートＴＸ１に図中最も高い第２の電位が供給される。これはフォトダイオードＰＤの信号電荷を完全転送するための電位であり、実質の露光期間終了を決定する。一般に第２の電位は、実質の露光期間やローリング走査時間に比べて短い期間パルス状に供給される。一括転送が終了した後は、第１の転送ゲートＴＸ１のゲート電極下がホール蓄積状態となる第３の電位が供給される。実質の露光期間終了以後においては、フォトダイオードＰＤで発生した電荷はオーバーフロードレインＯＦＤ側に排出されているので、第３の電位は第１の電位に比べてより低い電位として転送ゲートの電極下をホール蓄積状態とすることができる。
【００２４】
（第２の実施形態）
以下、図３（ｂ）のタイミングチャートおよび図４のフローチャートを参照して、本発明の第２の実施形態における駆動方法について説明する。第１の実施形態では、第１の転送ゲートＴＸ１を３つの電位間で変化させることにより、実質の露光期間における暗電流やキズの発生確率の低減と飽和電荷量の維持とをバランスさせつつ両立させた。ところで、飽和電荷量がそれほど大きくない低照度や高ＩＳＯ感度などの状況においては、実質の露光期間中においても第１の転送ゲートＴＸ１のゲート電極下をホール蓄積状態とする電位であっても白つぶれ（飽和不足）などの問題が生じにくい。第２の実施形態は、このような性質に着目したものである。
【００２５】
まず、図４の制御方法について順を追って説明する。まず、図１に図示しないスイッチによりメイン電源がオンされ、次にシステム制御系の電源がオンし、更に撮像系の電源がオンされる（ステップＳ５０１）。次に、固体撮像素子２に駆動設定信号を与える（ステップＳ５０２）ことにより、ライブビュー表示が可能となる（ステップＳ５０３）。
【００２６】
撮影に先立って露光量を制御するため、システム制御部１３は、撮像系からデジタル化された画像信号を画像メモリ８に取得して信号処理回路７に露出演算を行わせる。例えば画像信号から抽出した輝度情報
Ｙ＝ａ×Ｒ＋ｂ×Ｇ＋ｃ×Ｂ    （ａ＋ｂ＋ｃ＝１）
を画面のエリア別に重み付け演算して、現状よりも何段明るくすればよいか（暗くすればよいか）を演算する。システム制御部１３はこの演算結果を受けて光学系１の絞りを駆動することで次フレームから適切な明るさの画像を得る。固体撮像素子に電子シャッター機能がある場合は、同時にシャッター速度を変更してもよい。露出演算は、上記したようなフィードバック形式でもよいし、撮像系とは別に設けた露出計測用センサー（図１には図示していない）の信号から直接適正な絞り値とシャッター速度を得て制御するフィードフォワード形式を使用してもよい。
【００２７】
図４のフローチャートにおいては、露光量演算から露出決定までをＡＥ（Ａｕｔｏ  Ｅｘｐｏｓｕｒｅ）と称してステップＳ５０４で示している。次に、自動焦点検出が行われる。２段階のストロークを有するシャッターレリーズボタン（図１に図示していない）があり、そのファーストストロークが行われたことを契機として（ステップＳ５０５）、光学系１のフォーカスレンズを複数ステップ駆動して複数枚の画像信号を得る。それぞれの画像信号に演算処理を施して、最も焦点の合ったフォーカスレンズの位置を決定する。システム制御部１３はこの検出結果を受けて、光学系１のフォーカスレンズを駆動することで次フレームから最適なピントの画像を得る。
【００２８】
自動焦点検出についても、撮像系とは別に設けた測距用センサー（図１には図示していない）の信号から直接被写体距離を計測して、フォーカスレンズを駆動する方式を用いてもよい。図４のフローチャートにおいては、焦点検出からレンズ駆動までを自動焦点検出と称してステップＳ５０６で示している。
【００２９】
以上により適正露出と合焦が確認された後、シャッターレリーズボタンのセカンドストロークが行われたことを契機として本撮影が開始される（ステップＳ５０８）。この場合、本撮影に際して必要なゲイン（ＩＳＯ感度設定）を確認（ステップＳ５０７）した上で、飽和電荷量が相対的に大きいと判断したときは第１の実施形態と同様に実質の露光期間終了以前の第１の転送ゲートＴＸ１の電位を第１の電位となるように制御する（ステップＳ５１３）。なお、図４では、飽和電荷量が相対的に大きい場合を、ＩＳＯ４００（所定のゲイン）以下としたが、これは固体撮像素子２の単位画素構造２０におけるＰＤと保持部の面積比等から勘案した最適な値をその都度設計すればよい。飽和電荷量が相対的に小さい（図５ではＩＳＯ４００より高い場合とした）と判断したときは実質の露光期間終了以前の第１の転送ゲートＴＸ１の電位を一括転送終了後と等しい第３の電位となるように制御する（ステップＳ５０９）。後者の露光方式においては、第１の転送ゲートＴＸ１で形成されるポテンシャル障壁がオーバーフロードレインＯＦＤ側よりも高くなるケースがあるため、飽和電荷量が実質的にフォトダイオードＰＤの容量分しかない。しかし、第１の転送ゲートＴＸ１のゲート電極下をホール蓄積状態にできるので露光中における暗電流やキズの発生確率の低減効果は高い。
【００３０】
次に、第１の転送ゲートＴＸ１に第２の電位を供給することでＴＸ１ゲートを開き、フォトダイオードＰＤの信号電荷を保持部Ｍｅｍに転送して実質の露光期間を終了する（ステップＳ５１０）。このステップにおける第１の転送ゲートＴＸ１への供給電位は、必要な飽和電荷量（ＩＳＯ感度設定等）によらない。
【００３１】
図４のフローチャートにおいては、ＩＳＯ感度設定ダイヤルの状態を監視する方法を採用したが、シーンに合わせてＩＳＯ感度を設定する自動ＩＳＯ感度設定モードに設定されている場合でも決定されたＩＳＯ感度に応じて駆動方法を選択・設定することが可能である。
【００３２】
固体撮像素子２から出力された画像信号はＡ／Ｄ変換器４でＡ／Ｄ変換され画像メモリ８に一時格納される（ステップＳ５１１）。そして、信号処理回路７により前述の各種信号処理が行われた後、記録回路９を介して記録媒体１０に記録されて一連の撮影動作が完了する（ステップＳ５１２）。
【００３３】
本実施形態によれば、高ＩＳＯ感度時において第１の転送ゲートＴＸ１のゲート電極下をホール蓄積状態とする電位を供給するように構成することができたので、暗電流やキズが画像上で特に目立ちやすいシーンで暗電流・キズの発生確率低減効果が向上する。
【００３４】
ところで、実質の露光期間中において第１の転送ゲートＴＸ１のゲート電極下をホール蓄積状態とすると飽和電荷量を低下させてしまう要因には、フォトダイオードＰＤの面積の他にオーバーフロードレイン側（ＯＦＤ側）のポテンシャル障壁の高さもある。さらにこの性質に着目して、図３（ｂ）の駆動方法について説明する。
【００３５】
実質の露光期間終了以前の第１の転送ゲートＴＸ１の電位は、ゲート電極下をホール蓄積状態とする電位である。一方、ＯＦＤ制御端子には、まず実質の露光期間終了以前において低い電位が供給される。当該低い電位によって形成されるオーバーフロードレインＯＦＤ側のポテンシャル障壁を、第１の転送ゲートのポテンシャル障壁よりも低くしながらも、当該低い電位をできるだけ低くする。こうすることで、実質の露光期間中にフォトダイオードＰＤで光電変換された正規の信号電荷がオーバーフロードレインＯＦＤ側に漏れ出して電荷を消失するという現象（飽和電荷量の減少と言ってもよい）を、比較的に抑制できる。次に実質の露光期間終了を決定する第１の転送ゲートＴＸ１による一括転送が行われる。実質の露光期間終了以後において、ＯＦＤ制御端子に図中最も高い電位を供給し、不要電荷排出状態とすることは、第１の実施形態と同様である。
【００３６】
本実施形態によれば、飽和電荷量が比較的に向上するため、実質の露光期間終了以前において第１の転送ゲートＴＸ１のゲート電極下をホール蓄積状態とする電位を、例えばより低いＩＳＯ感度から使用することができる。
【００３７】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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