(57)【要約】【課題】転送効率の劣化を防ぎながら、電荷転送素子の消費電力を削減することが可能な撮像装置を提供する。【解決手段】光電変換素子１で発生した電荷を転送するための電荷転送チャネル６と、電荷転送チャネル６上方に配列された電極３１〜３４とからなる水平電荷転送素子３を含む固体撮像素子１００と、水平電荷転送素子３を駆動するドライバ１０，１１とを有する撮像装置であって、電極３１〜３４は、電荷を蓄積する蓄積パケットを形成するための蓄積電極３２，３４と、蓄積パケットのバリアを形成するためのバリア電極３１，３３とを含み、蓄積電極３２，３４には、第一の駆動電圧と第一の駆動電圧よりも高電圧の第二の駆動電圧とが印加され、バリア電極３１，３３には、第三の駆動電圧と第三の駆動電圧よりも高電圧の第四の駆動電圧とが印加され、ドライバ１０は、第一の駆動電圧のレベルを可変制御する【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換素子で発生した電荷を転送するための電荷転送チャネルと、前記電荷転送チャネル上方に前記電荷の転送方向に配列された多数の電極とからなる電荷転送素子を含む撮像素子と、前記電荷転送素子を駆動する駆動手段とを有する撮像装置であって、
前記電荷転送チャネルは略同一濃度の不純物層からなり、
前記駆動手段は、前記多数の電極の各々に２種類の駆動電圧を印加して前記電荷転送素子を駆動するものであり、
前記多数の電極は、電荷を蓄積する蓄積パケットを形成するための蓄積電極と、前記蓄積パケットのバリアを形成するためのバリア電極とを含み、
前記蓄積電極には、前記駆動電圧として、第一の電圧と前記第一の電圧よりも高電圧の第二の電圧とが印加され、
前記バリア電極には、前記駆動電圧として、第三の電圧と前記第三の電圧よりも高電圧の第四の電圧とが印加され、
前記駆動手段は、前記第一の電圧を可変制御する撮像装置。
【請求項２】
請求項１記載の撮像装置であって、
前記駆動手段が、撮影条件に応じて前記第一の電圧を制御する撮像装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の撮像装置であって、
前記駆動手段が、前記第一の電圧に応じて、前記第四の電圧も可変制御する撮像装置。
【請求項４】
請求項３記載の撮像装置であって、
前記駆動手段が、前記第一の電圧に応じて、前記第二の電圧も可変制御する撮像装置。
【請求項５】
光電変換素子で発生した電荷を転送するための電荷転送チャネルと、前記電荷転送チャネル上方に前記電荷の転送方向に配列された多数の電極とからなる電荷転送素子を含む撮像素子と、前記電荷転送素子を駆動する駆動手段とを有する撮像装置であって、
前記電荷転送チャネルは略同一濃度の不純物層からなり、
前記駆動手段は、前記多数の電極の各々に２種類の駆動電圧を印加して前記電荷転送素子を駆動するものであり、
前記多数の電極が、少なくとも３種類の電極を含み、
前記少なくとも３種類の電極の各々には、前記駆動電圧として、第一の電圧と前記第一の電圧よりも高電圧の第二の電圧とが印加され、
前記駆動手段は、前記第二の電圧を可変制御する撮像装置。
【請求項６】
請求項５記載の撮像装置であって、
前記駆動手段が、撮影条件に応じて前記第二の電圧を制御する撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換素子で発生した電荷を転送するための電荷転送チャネルと、前記電荷転送チャネル上方に配列された多数の電極とからなる電荷転送素子を含む撮像素子と、前記電荷転送素子を駆動する駆動手段とを有する撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、電荷転送型の固体撮像素子は、半導体基板表面に形成された複数の光電変換素子と、複数の光電変換素子の各々で発生した電荷を半導体基板表面の垂直方向に転送する垂直電荷転送素子と、垂直電荷転送素子を転送されてきた電荷を、垂直方向に直交する水平方向に転送する水平電荷転送素子と、水平電荷転送素子を転送されてきた電荷をその電荷量に応じた信号電圧に変換する出力アンプとを備える。
【０００３】
図８は、従来の固体撮像素子の水平電荷転送素子の断面模式図である。
ｎ型のシリコン基板２０の表面部には高濃度のｎ型不純物拡散層からなる電荷転送チャネル２１が形成されている。電荷転送チャネル２１上方には、ゲート絶縁膜１９を介して、駆動電圧φＨ１が印加される１対の電極２５，２６と、駆動電圧φＨ２が印加される１対の電極２３，２４とが水平方向に交互に配列して設けられている。電極２３と電極２５の下方の電荷転送チャネル２１内には、低濃度のｎ型不純物拡散層２２が形成されている。
【０００４】
図９は、図８に示す水平電荷転送素子を駆動するための駆動電圧の波形を示した図である。図１０は、図９に示した各時刻ｔ１〜ｔ３における電荷転送チャネル２１内のポテンシャルを示した図である。
【０００５】
図１０の時刻ｔ２で示すように、駆動電圧φＨ１，φＨ２が共に同じ電圧のときは、電荷転送チャネル２１とｎ型不純物拡散層２２との濃度差によって、電極２４，２６下方には電荷を蓄積するための蓄積パケットが形成され、電極２３，２５下方には、この蓄積パケットのバリアが形成される。この蓄積パケットの深さをΔＶａとする。
【０００６】
時刻ｔ２の状態から駆動電圧φＨ２をハイレベル（＝ＶＨ）にすると、図１０の時刻ｔ３に示すように、電極２３，２４下方のポテンシャルがΔＶ（＝ΔＶａ＋ΔＶｂ）だけ深くなって、電極２６下方の蓄積パケットに蓄積されていた電荷が、電極２４下方の蓄積パケットに転送される。
【０００７】
このような水平電荷転送素子において、転送容量は、電荷転送チャネル２１とｎ型不純物拡散層２２との濃度差によって決まるポテンシャル段差ΔＶａに比例し、転送効率は、Ｈレベル時に形成されるポテンシャル差ΔＶからΔＶａを引いた値ΔＶｂに依存する。
【０００８】
図８に示すような構成の電荷転送素子に関する文献として特許文献１が挙げられる。
【０００９】
【特許文献１】特許第２８９０４４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
電荷転送型の固体撮像素子の消費電力において、電荷転送素子の消費電力の割合はかなり大きい。電荷転送素子の消費電力は、電荷転送素子の転送容量と駆動周波数に比例し、ポテンシャル差ΔＶを形成するために必要な駆動電圧Ｖの振幅の二乗に比例する。このため、駆動電圧Ｖの振幅を下げれば消費電力削減効果は大きいが、この振幅を下げると、ΔＶａは固定であるため、ΔＶｂが下がることになり、転送効率が劣化してしまう。
【００１１】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、転送効率の劣化を防ぎながら、電荷転送素子の消費電力を削減することが可能な撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の撮像装置は、光電変換素子で発生した電荷を転送するための電荷転送チャネルと、前記電荷転送チャネル上方に前記電荷の転送方向に配列された多数の電極とからなる電荷転送素子を含む撮像素子と、前記電荷転送素子を駆動する駆動手段とを有する撮像装置であって、前記電荷転送チャネルは略同一濃度の不純物層からなり、
前記駆動手段は、前記多数の電極の各々に２種類の駆動電圧を印加して前記電荷転送素子を駆動するものであり、前記多数の電極は、電荷を蓄積する蓄積パケットを形成するための蓄積電極と、前記蓄積パケットのバリアを形成するためのバリア電極とを含み、前記蓄積電極には、前記駆動電圧として、第一の電圧と前記第一の電圧よりも高電圧の第二の電圧とが印加され、前記バリア電極には、前記駆動電圧として、第三の電圧と前記第三の電圧よりも高電圧の第四の電圧とが印加され、前記駆動手段は、前記第一の電圧を可変制御する。
【００１３】
本発明の撮像装置は、前記駆動手段が、撮影条件に応じて前記第一の電圧を制御する。
【００１４】
本発明の撮像装置は、前記駆動手段が、前記第一の電圧に応じて、前記第四の電圧も可変制御する。
【００１５】
本発明の撮像装置は、前記駆動手段が、前記第一の電圧に応じて、前記第二の電圧も可変制御する。
【００１６】
本発明の撮像装置は、光電変換素子で発生した電荷を転送するための電荷転送チャネルと、前記電荷転送チャネル上方に前記電荷の転送方向に配列された多数の電極とからなる電荷転送素子を含む撮像素子と、前記電荷転送素子を駆動する駆動手段とを有する撮像装置であって、前記電荷転送チャネルは略同一濃度の不純物層からなり、前記駆動手段は、前記多数の電極の各々に２種類の駆動電圧を印加して前記電荷転送素子を駆動するものであり、前記多数の電極が、少なくとも３種類の電極を含み、前記少なくとも３種類の電極の各々には、前記駆動電圧として、第一の電圧と前記第一の電圧よりも高電圧の第二の電圧とが印加され、前記駆動手段は、前記第二の電圧を可変制御する。
【００１７】
本発明の撮像装置は、前記駆動手段が、撮影条件に応じて前記第二の電圧を制御する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、転送効率の劣化を防ぎながら、電荷転送素子の消費電力を削減することが可能な撮像装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００２０】
（第一実施形態）
図１は、本発明の第一実施形態である撮像装置に搭載される固体撮像素子の概略構成を示す図である。図２は、図１に示した水平電荷転送素子３の水平方向での断面模式図である。
図１に示す固体撮像素子１００は、半導体基板６表面の垂直方向とこれに直交する水平方向に配列された多数の光電変換素子１と、垂直方向に並ぶ光電変換素子１からなる光電変換素子列の側部に、その光電変換素子列に対応して設けられた垂直電荷転送素子２と、垂直電荷転送素子２の端部に接続された水平電荷転送素子３と、電荷検出部４と、出力アンプ５とを備える。
【００２１】
垂直電荷転送素子２は、これに対応する光電変換素子１で発生した電荷を垂直方向に転送するものであり、半導体基板６内に形成された垂直方向に延びる図示しない垂直転送チャネルと、垂直転送チャネル上方に垂直方向に配列された図示しない多数の垂直転送電極とから構成される。
【００２２】
水平電荷転送素子３は、垂直電荷転送素子２から転送されてきた電荷を水平方向に転送するものであり、半導体基板６内に形成された水平方向に延びる略同一濃度の不純物層からなる水平転送チャネル７と、水平転送チャネル７上方にゲート絶縁膜８を介して水平方向に配列された多数の水平転送電極３１，３２，３３，３４とを備える。
【００２３】
水平転送電極３１には駆動パルスφＨ１_２が印加され、水平転送電極３２には駆動パルスφＨ１_１が印加され、水平転送電極３３には駆動パルスφＨ２_２が印加され、水平転送電極３４には駆動パルスφＨ２_１が印加される。水平転送電極３２，３４は、それぞれ、水平転送チャネル７内に電荷を蓄積するための蓄積パケットを形成するための蓄積電極である。水平転送電極３１，３３は、それぞれ、水平転送チャネル７内に蓄積パケットのバリアを形成するためのバリア電極である。
【００２４】
水平転送電極３１〜３４は、水平転送電極３１の水平電荷転送素子３の電荷転送方向上流側（図１，２中の右側）隣には水平転送電極３４が配置され、水平転送電極３２の水平電荷転送素子３の電荷転送方向上流側隣には水平転送電極３１が配置され、水平転送電極３３の水平電荷転送素子３の電荷転送方向上流側隣には水平転送電極３２が配置され、水平転送電極３４の水平電荷転送素子３の電荷転送方向上流側隣には水平転送電極３３が配置されるように、配列されている。
【００２５】
水平転送チャネル７の水平転送電極３２と重なる領域には、垂直転送チャネルが接続され、垂直転送チャネルを転送されてきた電荷は、この領域に形成される電荷蓄積用の蓄積パケットに移動して蓄積される。
【００２６】
図３は、図１の水平電荷転送素子３を駆動するための駆動部を示すブロック図である。
図３に示す駆動部は、本実施形態で説明する撮像装置内に内蔵されるものであり、駆動パルスφＨ１_１，φＨ２_１を生成して水平転送電極３２，３４に出力するドライバ１０と、駆動パルスφＨ１_２，φＨ２_２を生成して水平転送電極３１，３３に出力するドライバ１１と、ドライバ１０，１１における駆動パルスの生成タイミングを指定するタイミング信号を生成するタイミングジェネレータ９とを備える。
【００２７】
ドライバ１０は、駆動パルスφＨ２_１として、第一のレベルＶ１と、第一のレベルＶ１よりも高い第二のレベルＶ２との２電圧のパルスを生成する。同様に、ドライバ１０は、駆動パルスφＨ１_１として、第一のレベルＶ１と第二のレベルＶ２との２電圧のパルスを生成する。
【００２８】
ドライバ１１は、駆動パルスφＨ１_２として、第一のレベルＶ１よりも低い第三のレベルＶ３と、第三のレベルＶ３よりも高い第四のレベルＶ４との２電圧のパルスを生成する。同様に、ドライバ１１は、駆動パルスφＨ２_２として、第三のレベルＶ３と第四のレベルＶ４との２電圧のパルスを生成する。
【００２９】
第三のレベルＶ３によって形成されるポテンシャルΔＶ３と第一のレベルＶ１によって形成されるポテンシャルΔＶ１との差ΔＶａによって蓄積パケットの電荷蓄積容量が決定される。光電変換素子１で発生する電荷量は、撮影ＩＳＯ感度等の撮影条件によって変化する。例えば、撮影ＩＳＯ感度が高くなると、光電変換素子１で発生する電荷量は、それに応じて少なくなる。このため、蓄積パケットの電荷蓄積容量は、撮影条件に応じて必要な容量が決まる。例えば、高感度撮影時には光電変換素子１で発生する電荷量が少なくなるため、低感度撮影時に比べて電荷蓄積容量を小さくしても問題はない。そこで、本実施形態では、第三のレベルＶ３は固定値とし、第一のレベルＶ１を変更可能とすることで、蓄積パケットの電荷蓄積容量を撮影条件に応じて最適な容量に設定できるようにしている。第一のレベルＶ１は、光電変換素子１から得られる電荷量が最大となる撮影条件において、その最大の電荷を蓄積するために必要な値である最大値から、光電変換素子１から得られる電荷量が最小となる撮影条件において、その最小の電荷を蓄積するために必要な値である最小値までの値をとる。
【００３０】
第四のレベルＶ４は、所望の電荷転送効率を実現するためのポテンシャル差ΔＶｂを形成するために必要なレベルＶｂを、第一のレベルＶ１の最大値に足した値となっている。第二のレベルＶ２は、第一のレベルの最大値から第三のレベルを引いた値を第四のレベルに足した値となっている。
【００３１】
タイミングジェネレータ９は、駆動パルスφＨ１_１，φＨ１_２の出力タイミングを決定するためのタイミング信号Ｈ１と、駆動パルスφＨ２_１，φＨ２_２の出力タイミングを決定するためのタイミング信号Ｈ２とを生成し、出力する
【００３２】
ドライバ１０は、駆動パルスφＨ１_１，φＨ２_１を第一のレベルＶ１にする際、この第一のレベルＶ１を、撮影条件に応じて変更する。例えば、撮影ＩＳＯ感度が低い場合は、第一のレベルＶ１を高くして蓄積パケットの電荷蓄積容量を大きくし、撮影ＩＳＯ感度が高い場合は、第一のレベルＶ１を低くして蓄積パケットの電荷蓄積容量を小さくする制御を行う。
【００３３】
次に、水平電荷転送素子３における電荷転送動作を説明する。
図４は、水平電荷転送素子３の電荷転送動作を説明するための図であり、水平電荷転送素子の半導体基板６より上の部分の断面と、半導体基板６内のポテンシャルを示している。図４では、第一のレベルＶ１によって半導体基板６内に形成されるポテンシャルをΔＶ１で示し、第二のレベルＶ２によって半導体基板６内に形成されるポテンシャルをΔＶ２で示し、第三のレベルＶ３によって半導体基板６内に形成されるポテンシャルをΔＶ３で示し、第四のレベルＶ４によって半導体基板６内に形成されるポテンシャルをΔＶ４で示した。
【００３４】
時刻ｔ１で、駆動パルスφＨ１_２，φＨ２_２をそれぞれ第三のレベルＶ３とし、駆動パルスφＨ２_１，φＨ１_１をそれぞれ撮影条件に応じて決定した第一のレベルＶ１として、水平転送電極３２，３４の各々の下方の水平転送チャネル７内に電荷を蓄積するための蓄積パケットを形成し、水平転送電極３１，３３の各々の下方の水平転送チャネル７内に蓄積パケットのバリアを形成する。この状態で、信号電荷は水平転送電極３２下方の蓄積パケットに蓄積される。
【００３５】
次に、時刻ｔ２で、駆動パルスφＨ２_１を第二のレベルＶ２にし、駆動パルスφＨ２_２を第四のレベルＶ４にすることで、水平転送電極３３，３４下方のポテンシャルを深くする。これにより、水平転送電極３２下方の蓄積パケットに蓄積されていた電荷が水平転送電極３４下方の蓄積パケットに移動し、電荷が一転送段転送される。
【００３６】
次に、駆動パルスφＨ２_１を撮影条件に応じて決定した第一のレベルＶ１にし、駆動パルスφＨ２_２を第三のレベルＶ３にすることで、水平転送電極３３，３４下方のポテンシャルを時刻ｔ１の状態に戻し、駆動パルスφＨ１_１を第二のレベルＶ２にし、駆動パルスφＨ１_２を第四のレベルＶ４にすることで、水平転送電極３１，３２下方のポテンシャルを深くする。これにより、水平転送電極３４下方の蓄積パケットに蓄積されていた電荷が水平転送電極３２下方の蓄積パケットに移動し、電荷が一転送段転送される。このような駆動を繰り返すことで、電荷が出力アンプ５まで転送され、電荷に応じた信号が出力される。
【００３７】
このように、ドライバ１０が、第一のレベルＶ１を、蓄積パケットに必要な容量に応じて最適なレベルに変更することで、第一のレベルＶ１を常に最大値にして駆動を行っていた従来に比べて、消費電力を削減することができる。又、ドライバ１０が撮影条件に応じて第一のレベルＶ１を最大値からＶｃ下げて、ポテンシャルΔＶ１を（ΔＶ１−ΔＶｃ）に変更したとすると、ポテンシャルΔＶ１とポテンシャルΔＶ４の差は（ΔＶｂ＋ΔＶｃ）となるため、電荷転送効率が上昇する。したがって、消費電力を下げながら、電荷転送効率の向上も実現することができる。
【００３８】
尚、以上の説明では、第四のレベルＶ４が固定となっているため、第一のレベルＶ１を最大値から下げた場合、第一のレベルＶ１が最大値のときに比べて電荷転送効率を上昇させることができるが、電荷転送効率を第一のレベルＶ１が最大値のときと同じに維持するのであれば、第一のレベルＶ１を最大値からＶｃ下げた場合に第四のレベルをＶｃ下げても電荷転送動作に問題はない。そこで、ドライバ１１が、ドライバ１０で設定された第一のレベルＶ１の値に応じて、第四のレベルＶ４を変化させる制御を行うようにすることも可能である。この場合、ドライバ１１は、第四のレベルＶ４を、ドライバ１０で設定された第一のレベルＶ１にポテンシャル差ΔＶｂを形成するためのレベルを足した値となるように制御を行えば良い。このようにすることで、第四のレベルＶ４を固定にしている場合に比べて、ドライバ１１の消費電力を削減することができる。
【００３９】
又、第二のレベルＶ２は、ポテンシャルΔＶ３とポテンシャルΔＶ１とのポテンシャル差ΔＶａを、ポテンシャルΔＶ４に足したポテンシャルを形成できる値であれば、電荷転送動作を問題なく行うことができる。このため、第四のレベルＶ４を変更可能にした場合には、第四のレベルＶ４に応じて第二のレベルＶ２を変更しても問題はない。そこで、ドライバ１０が、ドライバ１１で設定された第四のレベルＶ４の値に応じて、第二のレベルＶ２を変化させる制御を行うようにすることも可能である。この場合、ドライバ１０は、第二のレベルＶ２を、ドライバ１１で設定された第四のレベルにポテンシャル差ΔＶａを形成するためのレベルを足した値となるように制御を行えば良い。このようにすることで、第二のレベルＶ２を固定にしている場合に比べて、ドライバ１０の消費電力を削減することができる。
【００４０】
（第二実施形態）
第一実施形態では、蓄積電極とバリア電極の２種類の電極を用いて電荷を転送する水平電荷転送素子を説明したが、本実施形態では、その変形例として、３種類の水平転送電極を用いて電荷を転送する水平電荷転送素子について説明する。
【００４１】
図５は、第二実施形態の固体撮像素子の概略構成を示す平面模式図である。図５において図１と同様の構成には同一符号を付してある。
図５に示す固体撮像素子２００は、図１に示す固体撮像素子１００の水平電荷転送素子３を水平電荷転送素子３０に変更したものである。水平電荷転送素子３０は、水平電荷転送素子３の水平転送チャネル上方に水平方向に配列される水平転送電極３１〜３４を水平転送電極３５，３６，３７に変更した以外は、水平電荷転送素子３と同じ構成である。
【００４２】
水平転送電極３７には駆動パルスφＨ１が印加され、水平転送電極３５には駆動パルスφＨ２が印加され、水平転送電極３６には駆動パルスφＨ３が印加される。
【００４３】
水平転送電極３５〜３７は、水平転送電極３５の水平電荷転送素子３０の電荷転送方向上流側（図５中の右側）隣には水平転送電極３７が配置され、水平転送電極３６の水平電荷転送素子３０の電荷転送方向上流側隣には水平転送電極３５が配置され、水平転送電極３７の水平電荷転送素子３０の電荷転送方向上流側隣には水平転送電極３６が配置されるように、配列されている。
【００４４】
水平転送チャネル７の水平転送電極３５と重なる領域には、垂直転送チャネルが接続され、垂直転送チャネルを転送されてきた電荷は、この領域に形成される電荷蓄積用の蓄積パケットに移動して蓄積される。
【００４５】
図６は、図５の水平電荷転送素子３０を駆動するための駆動部を示すブロック図である。
図６に示す駆動部は、本実施形態で説明する撮像装置内に内蔵されるものであり、駆動パルスφＨ１を生成して水平転送電極３７に出力するドライバ３２と、駆動パルスφＨ２を生成して水平転送電極３５に出力するドライバ３３と、駆動パルスφＨ３を生成して水平転送電極３６に出力するドライバ３４と、ドライバ３２〜３４における駆動パルスの生成タイミングを指定するタイミング信号を生成するタイミングジェネレータ３１とを備える。
【００４６】
ドライバ３２は、駆動パルスφＨ１として、第一のレベルＶ１と、第一のレベルＶ１よりも高い第二のレベルＶ２との２電圧のパルスを生成する。ドライバ３３は、駆動パルスφＨ２として、上記第一のレベルＶ１と上記第二のレベルＶ２との２電圧のパルスを生成する。ドライバ３４は、駆動パルスφＨ３として、上記第一のレベルＶ１と上記第二のレベルＶ２との２電圧のパルスを生成する。
【００４７】
図７に示すように、水平電荷転送素子３０は、時刻ｔ１で駆動パルスφＨ２を第二のレベルＶ２にして水平転送電極３５下方に蓄積パケットを形成し、この蓄積パケットに垂直電荷転送素子２から転送されてきた電荷を移動させる。次に、時刻ｔ２で、駆動パルスφＨ３を第二のレベルＶ２にすると、水平転送電極３５下方の蓄積パケットにある電荷の一部が水平転送電極３６下方の蓄積パケットに移動する。次に、時刻ｔ３で、駆動パルスφＨ２を第一のレベルＶ１にすると、水平転送電極３５下方の蓄積パケットにある電荷が水平転送電極３６下方の蓄積パケットに移動する。このようにして電荷が一転送段転送される。
【００４８】
図７に示すように、第二のレベルＶ２によって形成されるポテンシャルΔＶ２と第一のレベルＶ１によって形成されるポテンシャルΔＶ１との差ΔＶｄによって蓄積パケットの電荷蓄積容量が決定される。光電変換素子１で発生する電荷量は、第一実施形態でも述べたように、撮影条件によって変化するため、蓄積パケットの電荷蓄積容量は、撮影条件に応じて必要な容量が決まる。そこで、本実施形態では、第一のレベルＶ１は固定値とし、第二のレベルＶ２を変更可能とすることで、蓄積パケットの電荷蓄積容量を撮影条件に応じて最適な容量に設定できるようにしている。第二のレベルＶ２は、光電変換素子１から得られる電荷量が最大となる撮影条件において、その最大の電荷を蓄積するために必要な値である最大値から、光電変換素子１から得られる電荷量が最小となる撮影条件において、その最小の電荷を蓄積するために必要な値である最小値までの値をとる。
【００４９】
ドライバ３２〜３４は、駆動パルスφＨ１，φＨ２，φＨ３をそれぞれ第二のレベルＶ２にする際、この第二のレベルＶ２を、撮影条件に応じて変更する。例えば、撮影ＩＳＯ感度が低い場合は、第二のレベルＶ２を高くして蓄積パケットの電荷蓄積容量を大きくし、撮影ＩＳＯ感度が高い場合は、第二のレベルＶ２を低くして蓄積パケットの電荷蓄積容量を小さくする制御を行う。
【００５０】
このように、ドライバ３２〜３４が、第二のレベルＶ２を、蓄積パケットに必要な容量に応じて最適なレベルに変更することで、第二のレベルＶ２を常に最大値にして駆動を行っていた従来に比べて、消費電力を削減することができる。
【００５１】
尚、本実施形態では、水平電荷転送素子３０が３種類の水平転送電極を有するものとしたが、これを４種類以上として４相以上の駆動パルスで駆動を行うことも可能である。
【００５２】
又、本実施形態では、水平電荷転送素子を例にして説明したが、水平電荷転送素子３０と同様の構成を、垂直電荷転送素子２に適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の第一実施形態である撮像装置に搭載される固体撮像素子の概略構成を示す図
【図２】図１に示した水平電荷転送素子の水平方向での断面模式図
【図３】図１の水平電荷転送素子を駆動するための駆動部を示すブロック図
【図４】図１の水平電荷転送素子の電荷転送動作を説明するための図
【図５】第二実施形態の固体撮像素子の概略構成を示す平面模式図
【図６】図５の水平電荷転送素子を駆動するための駆動部を示すブロック図
【図７】図５の水平電荷転送素子の電荷転送動作を説明するための図
【図８】従来の固体撮像素子の水平電荷転送素子の断面模式図
【図９】図８に示す水平電荷転送素子を駆動するための駆動電圧の波形を示した図
【図１０】図９に示した各時刻ｔ１〜ｔ３における電荷転送チャネル内のポテンシャルを示した図
【符号の説明】
【００５４】
１  光電変換素子
２  垂直電荷転送素子
３  水平電荷転送素子
４  電荷検出部
５  出力アンプ
６  半導体基板
７  水平転送チャネル
８  ゲート絶縁膜
９  タイミングジェネレータ
１０，１１  ドライバ
３１〜３４  水平転送電極
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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