(57)【要約】【課題】固体撮像素子自体の構造を変更することなく駆動制御の内容を工夫することでフレームレートを従来よりも上げることを可能にする。【解決手段】垂直転送部上で信号電荷を垂直方向に転送するための第１の転送処理と、前記垂直転送部の出力から受け取った信号電荷をラインメモリから水平転送部に転送するための第２の転送処理と、前記水平転送部上で信号電荷を水平方向に転送する第３の転送処理とを予め定められたタイミングで制御すると共に、前記第２の転送処理を実施する第２の期間Ｔ２１の少なくとも一部の期間が前記第１の転送処理を実施する第１の期間Ｔ１１と重なるようにタイミングを制御する。第２の期間Ｔ２１が終了する時刻ｔ１２を、垂直転送部の電荷転送最終電極に電荷受け入れ用の電位が印加される前に配置して行間の電荷の混合を防止する。【選択図】図２
2008042629.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を検出する複数の光電変換素子を行方向及び列方向に２次元配置して構成した光電変換部と、前記列方向に並ぶ複数の前記光電変換素子からそれぞれ出力される信号電荷を前記列方向に転送する複数の垂直転送部と、前記複数の垂直転送部の電荷転送最終段それぞれに設けられ信号電荷を一時保持するラインメモリと、前記複数の垂直転送部の前記ラインメモリから出力される信号電荷を前記行方向に転送する水平転送部と、を備える固体撮像素子を駆動するための固体撮像素子の駆動方法であって、
前記垂直転送部上で信号電荷を前記列方向に転送するための第１の転送処理と、
前記垂直転送部から出力された信号電荷を前記ラインメモリを通じて前記水平転送部に転送する第２の転送処理と、
前記水平転送部上で信号電荷を前記行方向に転送する第３の転送処理と、を予め定められたタイミングで実施する際に、
前記第２の転送処理を実施する第２の期間の少なくとも一部が、前記第１の転送処理を実施する第１の期間と重なるように前記タイミングを制御することを特徴とする固体撮像素子の駆動方法。
【請求項２】
請求項１記載の固体撮像素子の駆動方法であって、
前記第１の転送処理を開始する前に前記第２の転送処理を開始し、前記垂直転送部の電荷転送最終段へ前記第１の転送処理による信号電荷を導入するための第１の電位が前記電荷転送最終段の電極に印加される前に、前記第２の転送処理を完了させることを特徴とする固体撮像素子の駆動方法。
【請求項３】
請求項１記載の固体撮像素子の駆動方法であって、
前記第１の転送処理を開始した後に前記第２の転送処理を開始し、前記垂直転送部の電荷転送最終段へ前記第１の転送処理による信号電荷を導入するための第１の電位が前記電荷転送最終段の電極に印加される前に、前記第２の転送処理を完了させることを特徴とする固体撮像素子の駆動方法。
【請求項４】
請求項１記載の固体撮像素子の駆動方法であって、
前記第１の転送処理を開始する前に前記第２の転送処理を開始し、前記垂直転送部の電荷転送最終段へ前記第１の転送処理による信号電荷を導入するための第１の電位が前記電荷転送最終段の電極に印加された後、前記導入された信号電荷を前記水平転動部に転送するための第２の電位が印加される前に、前記第２の転送処理を完了させることを特徴とする固体撮像素子の駆動方法。
【請求項５】
請求項１記載の固体撮像素子の駆動方法であって、
前記第１の転送処理を開始した後に前記第２の転送処理を開始し、前記垂直転送部の電荷転送最終段へ前記第１の転送処理による信号電荷を導入するための第１の電位が前記電荷転送最終段の電極に印加された後、前記導入された信号電荷を前記水平転動部に転送するための第２の電位が印加される前に、前記第２の転送処理を完了させ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、複数の光電変換素子を２次元配置して構成した光電変換部、複数の垂直転送部、水平転送部、及び垂直転送部の出力と水平転送部の入力との間に配置されたラインメモリを備える固体撮像素子を駆動するための固体撮像素子の駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラなどの装置に採用される固体撮像素子においては、被写体の映像を２次元画像の画素毎に検出するために、多数の光電変換素子（一般的にはフォトダイオード）が正方格子パターンの各交点の位置、あるいは升目の位置に、行方向及び列方向に２次元配置されている。また、カラー画像の撮影を行うために、一般的にはＲ、Ｇ、Ｂの各色に対応付けられた複数の光電変換素子がベイヤー配列等の特定の配列パターンに従って、行方向及び列方向に沿って規則的に２次元配置してある。
【０００３】
一般的に、固体撮像素子の各光電変換素子から読み出される信号は、垂直電荷転送部（ＶＣＣＤ）を介して列方向（垂直方向）に順次に転送された後、水平電荷転送部（ＨＣＣＤ）を介して行方向（水平方向）に転送され、水平方向に並んだ光電変換素子の１行毎に順番に信号電荷が処理される。また、１行の全画素の信号を保持するラインメモリが前記垂直電荷転送部と水平電荷転送部との間に配置される。そして、前記垂直電荷転送部が出力する信号電荷はラインメモリに一時的に蓄積され、これらの信号電荷はラインメモリから水平電荷転送部に転送された後、水平電荷転送部上を水平方向に転送される。このような構成の固体撮像素子に関する従来技術が特許文献１及び特許文献２に開示されている。
【０００４】
上記のような構成の固体撮像素子を駆動する場合には、各光電変換素子から読み出される信号電荷を垂直電荷転送部（ＶＣＣＤ）に転送した後、垂直電荷転送部上を垂直方向に転送し、垂直電荷転送部の出力から信号電荷をラインメモリに渡し、次にラインメモリ上の信号電荷を水平電荷転送部（ＨＣＣＤ）に転送し、更に水平電荷転送部上で信号電荷を水平方向に画素毎に順番に転送する。
【０００５】
この信号電荷の転送タイミングを図１４に示した。図１４に示すように、まず、ラインメモリの動作及び水平電荷転送部の動作を停止した状態で、垂直電荷転送部だけを駆動して、垂直電荷転送部上の信号電荷を垂直方向に転送し（垂直転送期間Ｔ１）、垂直電荷転送部の転送動作が終了した後で、ラインメモリ上に保持された信号電荷を水平電荷転送部に転送し（ＬＭ転送期間Ｔ２）、それが終了した後で、水平電荷転送部だけを駆動して水平電荷転送部上の信号電荷を水平方向に転送する（水平転送期間Ｔ３）。このような動作を繰り返すことにより、１フレームの全ての画素の信号電荷を読み出すことができる。
【特許文献１】特開２００２−１１２１２２号公報
【特許文献２】特開２００２−１８５８７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、最近のデジタルカメラなどに用いられる固体撮像素子においては、画素数を増やして高解像度にするために、搭載する光電変換素子の数が非常に多くなっている。このような固体撮像素子では、多数の光電変換素子の信号電荷を順番に読み出す必要があるので、１フレームの全画素を固体撮像素子から読み出すのにかかる所要時間も長くなる傾向にある。従って、複数フレームを連続的に撮影するような場合には、フレームレート、すなわち所定時間あたりの撮影フレーム数が制限されることになる。そのため、信号電荷の読み出しにかかる所要時間を短縮することが望まれている。
【０００７】
しかし、従来より図１４に示すような制御を行っているので、垂直転送期間Ｔ１とＬＭ転送期間Ｔ２とを含む比較的長い水平転送ブランキング期間Ｔ４の間は、水平電荷転送部が信号電荷の水平転送を実施することができず、１行の全画素の信号電荷を読み出すために、水平転送ブランキング期間Ｔ４と水平転送期間Ｔ３とを加算した時間がかかるので、フレームレートを上げるのは困難であった。
【０００８】
本発明は、固体撮像素子自体の構造を変更することなく、制御の内容を工夫することでフレームレートを従来よりも上げることが可能な固体撮像素子の駆動方法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】
【０００９】
本発明に係る上記目的は下記構成により達成される。
（１）  光を検出する複数の光電変換素子を行方向及び列方向に２次元配置して構成した光電変換部と、前記列方向に並ぶ複数の前記光電変換素子からそれぞれ出力される信号電荷を前記列方向に転送する複数の垂直転送部と、前記複数の垂直転送部の電荷転送最終段それぞれに設けられ信号電荷を一時保持するラインメモリと、前記複数の垂直転送部の前記ラインメモリから出力される信号電荷を前記行方向に転送する水平転送部と、を備える固体撮像素子を駆動するための固体撮像素子の駆動方法であって、
前記垂直転送部上で信号電荷を前記列方向に転送するための第１の転送処理と、
前記垂直転送部から出力された信号電荷を前記ラインメモリを通じて前記水平転送部に転送する第２の転送処理と、
前記水平転送部上で信号電荷を前記行方向に転送する第３の転送処理と、を予め定められたタイミングで実施する際に、
前記第２の転送処理を実施する期間の少なくとも一部が、前記第１の転送処理を実施する期間と重なるように前記タイミングを制御することを特徴とする固体撮像素子の駆動方法。
【００１０】
この固体撮像素子の駆動方法では、第２の転送処理を実施する期間の少なくとも一部が第１の転送処理を実施する期間と重なるようにタイミングを制御するので、前述の水平転送ブランキング期間を従来よりも短くすることができる。従って、水平転送ブランキング期間と水平転送期間（図１４中のＴ３に相当）とを加算した１行当たりの読み出し所要時間が短縮され、フレームレートが改善される。
【００１１】
（２）  （１）記載の固体撮像素子の駆動方法であって、前記第１の転送処理を開始する前に前記第２の転送処理を開始し、前記垂直転送部の電荷転送最終段へ前記第１の転送処理による信号電荷を導入するための第１の電位が前記電荷転送最終段の電極に印加される前に、前記第２の転送処理を完了させることを特徴とする固体撮像素子の駆動方法。
【００１２】
この固体撮像素子の駆動方法では、第２の転送処理が第１の転送処理を開始する前に開始し、また、前記垂直転送部の電荷転送最終段の電極に上流からの信号電荷を受け入れる第１の電位が印加される前に、第２の転送処理を終了するようにタイミングを制御するので、前述の水平転送ブランキング期間を従来よりも短くすることができるとともに、上流側の行の信号電荷と下流側の行の信号電荷とが混ざり合うことを防止できる。すなわち、前記垂直転送部の電荷転送最終段の電極に第１の電位が印加される前であれば、上流側の行の信号電荷の流れは、電荷転送最終段の電極の部分の電位障壁によって遮断されるので、行間の信号電荷の混合を電荷転送最終段の電極の部分で確実に阻止できる。
つまり、前記第１の転送処理のタイミングと前記第２の転送処理のタイミングとが重なっている場合に問題になるのは、互いに隣接する行の間で信号電荷が混ざり合う可能性がある点である。例えば、第１の転送処理の最終段階のタイミングで第２の転送処理を実施している場合には、垂直転送部の電荷転送最終段に保持されている信号電荷が、ラインメモリを通って水平転送部まで一気に漏れ出すことになるので、上流側の行の信号電荷と下流側の行の信号電荷とが混ざり合うことになる。（ここでは、信号電荷の転送元から転送先に向かう方向を信号電荷の流れる方向とし、この方向に対して転送元を上流、転送先を下流と呼称している。）本発明では、このような信号電荷の混合を防止しつつ高速なフレームレートが実現される。
【００１３】
（３）  （１）記載の固体撮像素子の駆動方法であって、
前記第１の転送処理を開始した後に前記第２の転送処理を開始し、前記垂直転送部の電荷転送最終段へ前記第１の転送処理による信号電荷を導入するための第１の電位が前記電荷転送最終段の電極に印加される前に、前記第２の転送処理を完了させることを特徴とする固体撮像素子の駆動方法。
【００１４】
この固体撮像素子の駆動方法では、第２の転送処理が第１の転送処理を開始した後に開始し、また、前記垂直転送部の電荷転送最終段の電極に上流からの信号電荷を受け入れる第１の電位が印加される前に、第２の転送処理を終了するようにタイミングを制御するので、前述の水平転送ブランキング期間を従来よりも短くすることができるとともに、上流側の行の信号電荷と下流側の行の信号電荷とが混ざり合うことを防止できる。これにより信号電荷の混合を防止しつつ高速なフレームレートが実現される。
【００１５】
（４）  （１）記載の固体撮像素子の駆動方法であって、前記第１の転送処理を開始する前に前記第２の転送処理を開始し、前記垂直転送部の電荷転送最終段へ前記第１の転送処理による信号電荷を導入するための第１の電位が前記電荷転送最終段の電極に印加された後、前記導入された信号電荷を前記水平転送部に転送するための第２の電位が印加される前に、前記第２の転送処理を完了させることを特徴とする固体撮像素子の駆動方法。
【００１６】
この固体撮像素子の駆動方法では、第１の転送処理を開始する前に第２の転送処理を開始し、垂直転送部の電荷転送最終段の電極に上流からの信号電荷を導入するための第１の電位が印加された後、導入された信号電荷を水平転送部に転送するための第２の電位が印加される前に、第２の転送処理を完了させるので、前述の水平転送ブランキング期間を従来よりも短くすることができるとともに、上流側の行の信号電荷と下流側の行の信号電荷とが混ざり合うことを防止できる。これにより信号電荷の混合を防止しつつ高速なフレームレートが実現される。
また、第２の転送処理の期間を比較的長くすることができるため、電荷の取り残しを防止できる。つまり、垂直転送部の電荷転送最終段の電極や、ラインメモリの転送を制御する電極は、いずれも幅が広く形成されているので、信号電荷の転送に比較的長い時間がかかるのは避けられない。従って、高い周波数の制御信号を用いて高速で信号電荷を読み出そうとする場合には、第２の転送処理の期間に全ての信号電荷を転送することができず、電荷の取り残しが発生する可能性が高くなる。そこで、この固体撮像素子の駆動方法では、垂直転送部の電荷転送最終段の電極に上流からの信号電荷を導入するための第１の電位が印加された後、導入された信号電荷を水平転送部に転送するための第２の電位が印加される前に、第２の転送処理を完了させるので、第２の転送処理の期間を比較的長くすることができ、電荷の取り残しを防止できる。
なお、垂直転送部の電荷転送最終段の電極に上流からの信号電荷を導入する第１の電位が印加されると、垂直転送部の電荷転送最終段の電極近傍に上流からの信号電荷が流れ込むことになる。しかし、この状態であっても、ラインメモリの転送を制御する電極の電位との間に十分な電位差があれば、ラインメモリの部分が障壁となり、垂直転送部の電荷転送最終段から水平転送部への信号電荷の流出は阻止される。
【００１７】
（５）  （１）記載の固体撮像素子の駆動方法であって、
前記第１の転送処理を開始した後に前記第２の転送処理を開始し、前記垂直転送部の電荷転送最終段へ前記第１の転送処理による信号電荷を導入するための第１の電位が前記電荷転送最終段の電極に印加された後、前記導入された信号電荷を前記水平転動部に転送するための第２の電位が印加される前に、前記第２の転送処理を完了させることを特徴とする固体撮像素子の駆動方法。
【００１８】
この固体撮像素子の駆動方法では、第１の転送処理を開始した後に第２の転送処理を開始し、垂直転送部の電荷転送最終段の電極に上流からの信号電荷を導入するための第１の電位が印加された後、導入された信号電荷を水平転送部に転送するための第２の電位が印加される前に、第２の転送処理を完了させるので、前述の水平転送ブランキング期間を従来よりも短くすることができるとともに、上流側の行の信号電荷と下流側の行の信号電荷とが混ざり合うことを防止できる。これにより信号電荷の混合を防止しつつ高速なフレームレートが実現される。また、第２の転送処理の期間を比較的長くすることができるため、電荷の取り残しを防止できる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、第２の転送処理を実施する期間の少なくとも一部が第１の転送処理を実施する期間と重なるようにタイミングを制御するので、水平転送ブランキング期間を従来よりも短くすることができる。従って、水平転送ブランキング期間と水平転送期間とを加算した１行当たりの読み出し所要時間が短縮され、フレームレートが改善される。また、固体撮像素子自体の構造を変更する必要もない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
（第１の実施の形態）
以下に、本発明に係る固体撮像素子の駆動方法の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は固体撮像素子の基本構成を示すブロック図である。
一般的な固体撮像素子１００は、図１に示すように多数の光電変換素子１２０が平面上に行方向（矢印Ｘの方向）及び列方向（矢印Ｙの方向）に沿って並ぶように二次元配置された撮像部１１０を有している。各々の光電変換素子１２０は、通常は半導体で構成されるフォトダイオードであり、各々の受光面に入射した光の強さと露光時間の長さとで定まる光量に応じた信号電荷を生成する。つまり、複数の光電変換素子１２０のそれぞれが生成する信号電荷の量が、二次元画像を構成するそれぞれの画素の明るさに相当する。
【００２１】
二次元配置された多数の光電変換素子１２０のそれぞれが出力する信号電荷を固体撮像素子１００の出力端子ＯＵＴから適切な順番に従って時系列のフレーム毎の信号として取り出すために、複数の垂直電荷転送部（ＶＣＣＤ）１３０(1)〜１３０(n)と、ラインメモリ５２と、水平電荷転送部（ＨＣＣＤ）５４と、出力増幅器５５とが固体撮像素子１００に備わっている。
【００２２】
各々の垂直電荷転送部１３０は、光電変換素子１２０と隣接する位置に、Ｙ方向に向かって延設されており、１列分の光電変換素子１２０のそれぞれから信号電荷を受け取った後、列毎に信号電荷を縦方向（矢印Ｙ方向）に順次に転送する。
【００２３】
垂直電荷転送部１３０(1)〜１３０(n)の出力側にはラインメモリ５２が配置されており、垂直電荷転送部１３０(1)〜１３０(n)から出力される１行分の信号電荷がラインメモリ５２上に一時的に蓄積される。
【００２４】
ラインメモリ５２に蓄積された１行分の信号電荷は、ラインメモリ５２から水平電荷転送部５４に転送され、その結果、水平電荷転送部５４に１行分の信号電荷が保持される。水平電荷転送部５４は、それ自身が保持している１行分の信号電荷を１画素単位で水平方向（矢印Ｘ方向）に順次に転送する。水平電荷転送部５４から出力される信号電荷は、出力増幅器５５で増幅され、出力端子ＯＵＴに送られる。
【００２５】
このような読み出し動作を実現するのに必要な制御信号、すなわち、垂直転送制御信号φＶ（通常は複数相の信号）と、転送制御信号φＬＭと、水平転送制御信号φＨ（通常は複数相の信号）とがそれぞれ所定のタイミング信号発生回路２００によって生成され、固体撮像素子１００の垂直電荷転送部１３０、ラインメモリ５２、水平電荷転送部５４にそれぞれ印加される。
【００２６】
ここで、固体撮像素子１００の更に具体的な構成例について、図２〜図５を参照しながら以下に説明する。
図２は固体撮像素子の一部分について現実的な構造を表す平面図、図３は図２に示した固体撮像素子の水平電荷転送部の詳細な構成を示す部分拡大平面図、図４は図２に示した固体撮像素子のＡ−Ａ線断面を表す断面図である。図５は固体撮像素子上を転送される信号電荷と各部の電位の状態遷移を表す状態遷移図である。
【００２７】
この例では、図２に示すように多数の光電変換素子１２０が一行毎に半ピッチずらされたパターン（所謂ハニカム配列）を形成するように配置されている。また、カラー画像を撮影可能な固体撮像素子１００を想定しているので、図２中に「Ｇ１」、「Ｇ２」、「Ｂ」、「Ｒ」で示すように、それぞれの光電変換素子１２０は検出する色成分が予め定められている。
【００２８】
すなわち、「Ｇ１」、「Ｇ２」が示された各光電変換素子１２０は緑色の色成分の明るさを検出し、「Ｂ」が示された各光電変換素子１２０は青色の色成分の明るさを検出し、「Ｒ」が示された各光電変換素子１２０は赤色の色成分の明るさを検出する。
【００２９】
実際には、各光電変換素子１２０の受光面の前面に配置された光学フィルタの分光特性によって、各光電変換素子１２０の検出する色成分が定まる。図２に示す例では、光電変換素子１２０の列毎に区分して、４種類のフィルタ列ＦＣ１、ＦＣ２、ＦＣ３、ＦＣ４が配置してある。フィルタ列ＦＣ１の光学フィルタは縁色フィルタ（Ｇ１）のみによって構成され、フィルタ列ＦＣ２の光学フィルタは交互に配置された青色フィルタ（Ｂ）と赤色フィルタ（Ｒ）とで構成され、フィルタ列ＦＣ３の光学フィルタは緑色フィルタ（Ｇ２）のみによって構成され、フィルタ列ＦＣ４の光学フィルタは交互に配置された赤色フィルタ（Ｒ）と青色フィルタ（Ｂ）とで構成されている。
【００３０】
すなわち、フィルタ列ＦＣ１が配置された列の各光電変換素子１２０については「Ｇ１」、すなわち緑色の色成分を検出し、フィルタ列ＦＣ２が配置された列の各光電変換素子１２０については「Ｂ」（青色）又は「Ｒ」（赤色）の色成分を検出し、フィルタ列ＦＣ３が配置された列の各光電変換素子１２０については「Ｇ２」、すなわち緑色の色成分を検出し、フィルタ列ＦＣ４が配置された列の各光電変換素子１２０については「Ｒ」（赤色）又は「Ｂ」（青色）の色成分を検出する。
【００３１】
図２に示すように、光電変換素子１２０の列毎に、各列と隣接する位置に垂直電荷転送部１３０が蛇行する形状で形成されている。各々の垂直電荷転送部１３０は、半導休基板３５に形成された垂直電荷転送チャネル３７と、半導休基板３５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垂直転送電極４１と、第２垂直転送電極４３と、第１補助転送電極４５と、第２補助転送電極４６と、第３補助転送電極４７とを備えている。
【００３２】
すなわち、各電極（４１，４３，４５，４６，４７）に所定の電圧を印加して各垂直電荷転送チャネル３７上に所定の電位分布を形成し、各電極に印加する電圧を順次に切り替えることにより、図１に示す垂直電荷転送部（ＶＣＣＤ）１３０において各画素の信号電荷を目的の方向に向けて順次に転送することができる。
【００３３】
第１垂直転送電極４１及び第２垂直転送電極４３は、光電変換素子１２０の行毎にそれぞれ１つずつ形成されている。なお、各第１垂直転送電極４１は、光電変換素子１２０から垂直電荷転送部１３０の垂直電荷転送チャネル３７への信号電荷の転送を制御するための読出しゲートとしても機能する。
【００３４】
矢印Ｙ方向に交互に並んでいる第２垂直転送電極４３及び第１垂直転送電極４１のそれぞれには、図２に示すように、４相の垂直転送制御信号（あるいは駆動パルスと呼ぶ）φＶ１、φＶ２、φＶ３、φＶ４のいずれかが各第２垂直転送電極４３及び第１垂直転送電極４１の配置された位置関係に応じて印加される。同様に、第１補助転送電極４５には垂直転送制御信号φＶ２が印加され、第２補助転送電極４６には垂直転送制御信号φＶ３が印加され、第３補助転送電極４７には垂直転送制御信号φＶ４が印加される。
【００３５】
各垂直電荷転送部１３０の電荷転送最終段の位置（図２の下側）における信号電荷を制御する電極（４７）と隣接する位置（信号電荷の転送方向に対して下流側）にラインメモリ５２が形成されている。ラインメモリ５２における信号電荷の転送を制御するために、転送制御電極ＬＭ１及びＬＭ２が設けられている。転送制御電極ＬＭ１及びＬＭ２には、転送制御信号φＬＭが印加される。
【００３６】
図２に示すラインメモリ５２及び水平電荷転送部５４の近傍の構成を図３に拡大して示した。図３に示すように、水平電荷転送部５４は、矢印Ｘ方向に向かって帯状に延在する１本の水平電荷転送チャネル５６と、この水平電荷転送チャネル５６の上方に形成された水平転送電極Ｈａ及びＨｂを有している。水平転送電極Ｈａ及びＨｂは多数備わっており、複数の水平転送電極Ｈａと水平転送電極Ｈｂとが交互に配置されている。それぞれの水平転送電極Ｈａは、平面視上、矩形に形成されており、それぞれの水平転送電極Ｈｂは、平面視上、逆Ｌ字状に形成されている。
【００３７】
図３に示すように、ほぼ同じ位置に隣接して存在する各水平転送電極Ｈａと水平転送電極Ｈｂとの対が電気的に共通に接続されており、順番に並んでいる水平転送電極Ｈａ及びＨｂには、４相の水平転送制御信号（あるいは駆動パルスと呼ぶ）φＨ１、φＨ２、φＨ３、φＨ４のいずれかが各水平転送電極Ｈａ及びＨｂの配置された位置に応じて印加される。
【００３８】
図２におけるＡ−Ａ断面の構造を図４に示している。なお、図４は垂直電荷転送部１３０と、ラインメモリ５２と、水平電荷転送部５４との相互の位置関係や構造を概念的に表しているが、各要素の寸法は正確ではないので注意されたい。
【００３９】
図４に示すように、半導体基板３５上にｐ型不純物添加領域３５ｂが形成され、その上方に垂直電荷転送部１３０用の垂直電荷転送チャネル３７と、ラインメモリ５２用の電荷転送チャネル５２ａと、水平電荷転送部５４用の水平電荷転送チャネル５６とが形成されている。各光電変換素子１２０から読み出される信号電荷は、垂直電荷転送チャネル３７と、電荷転送チャネル５２ａと、水平電荷転送チャネル５６とを順番に通って出力端子ＯＵＴまで転送される。
【００４０】
垂直電荷転送チャネル３７の上方には、図４に示すように、電荷転送方向（矢印Ｙの方向）の上流側から下流側に向かって、順番に垂直転送電極Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４が設けられている。なお、図４に示す垂直転送電極Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４は、図２における最下流の第２垂直転送電極４３と、第１補助転送電極４５と、第２補助転送電極４６と、第３補助転送電極４７とに相当する。
【００４１】
垂直電荷転送部１３０の垂直電荷転送チャネル３７は、ｎ型不純物領域として形成されている。また、ラインメモリ５２の電荷転送チャネル５２ａについては、電荷転送チャネル５２ａ(1)がｎ−型不純物領域で形成され、電荷転送チャネル５２ａ(2)がｎ型不純物領域で形成されている。
【００４２】
水平電荷転送部５４の水平電荷転送チャネル５６については、交互に並んで配置されたｎ型不純物領域７５と、ｎ−型不純物領域７７とで構成されている。各水平転送電極Ｈａはｎ型不純物領域７５の上方の位置に配置されており、各水平転送電極Ｈｂはｎ−型不純物領域７７の上方の位置に配置されている。なお、水平転送電極Ｈｂは、ラインメモリ５２の転送制御電極ＬＭ２と水平転送電極Ｈａとの間の領域に回り込んでいる。この回り込んだ部分の下方もｎ−型不純物領域になっている。
【００４３】
次に、垂直電荷転送部１３０の垂直電荷転送チャネル３７と、ラインメモリ５２の電荷転送領域５２ａと、水平電荷転送部５４の水平電荷転送チャネル５６との間で信号電荷を転送する場合の基本的な動作について説明する。
【００４４】
図５においては、図４に示された各電荷転送チャネル（３７，５２，５６）において、信号電荷を転送するための（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）の６つの状態のそれぞれにおける電位分布と転送される電荷とを表している。すなわち、各電極に所定の駆動パルス（φＶ１〜φＶ４、φＬＭ、φＨ１〜φＨ４）を印加することにより、各電荷転送チャネルには図５に示すような状態変化が生じる。
【００４５】
なお、図５において、Ｖ１〜Ｖ４は、それぞれ駆動パルス（φＶ１〜φＶ４）が印加される電極（４３，４５，４６，４７）及びその下方に位置する電荷転送チャネル（３７）の状態を表し、ＬＭは駆動パルスφＬＭが印加される電極（ＬＭ１，ＬＭ２）及びその下方に位置する電荷転送チャネル（５２）の状態を表し、Ｈ１〜Ｈ３は、それぞれ駆動パルス（φＨ１〜φＨ３）が印加される電極（Ｈａ，Ｈｂ）及びその下方に位置する電荷転送チャネル（５６）の状態を表している。
【００４６】
また、図５においては、各電位は相対的に高いレベル（以下、単に「ハイレベル」と記述する）である「Ｈ」と、相対的に低いレベル（以下、単に「ローレベル」と記述する）である「Ｌ」との２値だけで表してある。
【００４７】
図５（ａ）の状態では、各電極Ｖ１、Ｖ４、Ｈ１、Ｈ７がそれぞれローレベル、各電極Ｖ２、Ｖ３、ＬＭ、Ｈ４がそれぞれハイレベルになっており、垂直電荷転送部１３０の信号電荷は電極Ｖ２、Ｖ３の下方の電荷転送チャネルに蓄積されている。
【００４８】
この状態から、図５（ｂ）に示すように、電極Ｖ４をハイレベルに変化させると、電極Ｖ４下方の電荷転送チャネルにおけるバリア領域（電位障壁）がなくなるので、信号電荷は転送制御電極ＬＭ下方のラインメモリ５２の電荷転送チャネル５２ａに移動する。
【００４９】
次いで、図５（ｃ）に示すように、電極Ｖ４をローレベルに切り替えて垂直電荷転送チャネル３７にバリア領域を形成することにより、垂直電荷転送部１３０への電荷移動を禁止した後、電極Ｈ１をハイレベルに切り替える。しかし、転送制御電極ＬＭと水平電荷転送部５４との間にはｎ−不純物領域が存在するので、ラインメモリ５２上の信号電荷は移動しない。
【００５０】
そこで、更に図５（ｄ）に示すように転送制御電極ＬＭをローレベルに切り替えると、信号電荷は電極Ｈ１の下方の電荷転送チャネルに移動する。すなわち、垂直電荷転送部１３０からラインメモリ５２を通って水平電荷転送部５４に信号電荷が移動した状態が図５（ｄ）に表されている。
【００５１】
水平電荷転送部５４上で矢印Ｘ方向に向かって信号電荷を移動する場合には、隣接する電極のレベルを変化させ、信号電荷が移動する方向の上流側をローレベルに切り替えることによって行う。
【００５２】
例えば図５（ｅ）に示すように、電極Ｈ１、Ｈ４が共にローレベルの場合も、図５（ｄ）の場合と同様に信号電荷は移動しない。そこで、例えば図５（ｆ）に示すように、電極Ｈ１をローレベルにした状態で、下流側の電極Ｈ４をハイレベルに切り替えると、上流側の電荷転送チャネルに蓄積されている信号電荷が下流側に移動する。
【００５３】
従って、各電極に印加する駆動パルスの電位を順番に切り替えることにより、図５に示すように電荷転送チャネル上で必要な移動方向に向かって信号電荷を移動させることができる。
【００５４】
ところで、図１に示すような固体撮像素子１００の撮像部１１０で撮影された１フレーム全ての信号電荷を各光電変換素子１２０から読み出して出力端子ＯＵＴから出力するためには、基本的には次に示すような動作を行う必要がある。
（Ｓ１）各光電変換素子１２０で生成された信号電荷を隣接する位置に存在する垂直電荷転送部１３０の電荷転送チャネル３７に転送する。
（Ｓ２）垂直電荷転送部１３０上で信号電荷を１画素分だけ矢印Ｙ方向に転送する。また、各垂直電荷転送部１３０の最下流位置から出力される１ライン分の信号電荷をラインメモリ５２に転送する。
（Ｓ３）ラインメモリ５２に蓄積されている１ライン分の信号電荷をラインメモリ５２から水平電荷転送部５４に転送する。
（Ｓ４）水平電荷転送部５４の電荷転送チャネル５６上で信号電荷を矢印Ｘ方向に転送し、出力増幅器５５を介して出力端子ＯＵＴから１ライン分の信号を出力する。
（Ｓ５）上記ステップＳ２〜Ｓ４の動作を撮像部１１０の全ての行について繰り返す。
【００５５】
つまり、１行分の信号電荷を読み出す度に、ステップＳ２で信号電荷を１画素分だけ矢印Ｙ方向に転送し（第１の転送処理）、ステップＳ３で信号電荷をラインメモリ５２から水平電荷転送部５４に転送し（第２の転送処理）、ステップＳ４で電荷転送チャネル５６上で信号電荷を矢印Ｘ方向に転送する（第３の転送処理）必要がある。
【００５６】
このような固体撮像素子１００の駆動処理を実施する場合、従来は、第１、第２、第３の転送処理とを順番に行っていた。そのため、例えば図１４に示すように、前記第１処理にかかる垂直転送期間（Ｔ１）と、第２の転送処理にかかるＬＭ転送期間（Ｔ２）とを加算した結果以上の期間が水平転送ブランキング期間（Ｔ４）になり、第３の転送処理を実施するための水平転送期間（Ｔ３）と、水平転送ブランキング期間（Ｔ４）とを合わせた１行の読み出し所要時間が長くなるのは避けられなかった。
【００５７】
このような読み出し所要時間を短縮するために、第１の実施の形態では、固体撮像素子１００を駆動するための制御のタイミングを図６に示すように変更している。図６は第１の実施の形態における固体撮像素子の駆動方法の制御タイミングを示すタイムチャートである。なお、図６において、各時刻ｔ１１、ｔｖｓ、ｔ１２、ｔｖ１、ｔｖ２、ｔｖｅは、１行分の転送期間Ｔ０の開始時刻を基準とする相対的な時刻を表している。
【００５８】
すなわち、第２の転送処理が実行されるＬＭ転送期間Ｔ２１の開始時刻ｔ１１を、第１の転送処理が実行される垂直転送期間Ｔ１１の開始時刻ｔｖｓよりも前に配置してある。また、ＬＭ転送期間Ｔ２１の終了する時刻ｔ１２は、垂直転送期間Ｔ１１の処理中の時刻である。
【００５９】
つまり、第２の転送処理を第１の転送処理よりも先に開始し、かつ、第２の転送処理の期間（Ｔ２１）の一部分と、第１の転送処理の期間（Ｔ１１）の一部分とが重なるタイミングになるように定めてある。
【００６０】
また、この例では垂直電荷転送部１３０の垂直電荷転送動作に伴って、垂直電荷転送部１３０の電荷転送最終段の電極ＶLast（図２に示す４７に相当する）には、図６の時刻ｔ１１〜ｔｖ１まではローレベルの電位ＶＬが印加され、時刻ｔｖ１〜ｔｖ２の間はミドルレベルの電位ＶＭが印加されるが、ミドルレベルの電位ＶＭが印加され始める時刻ｔｖ１の前に、ＬＭ転送期間Ｔ２１が完了するように、時刻ｔ１２を定めてある。
【００６１】
なお、この例では電極ＶLastにローレベルの電位ＶＬとミドルレベルの電位ＶＭとの２値の電位を印加する場合を想定しており、ミドルレベルの電位ＶＭは他の電極に印加されるハイレベルの電位ＶＨ（又はＨ）よりも相対的に低いことを意味している。また、電極ＶLastにミドルレベルの電位ＶＭが印加される状態は、垂直電荷転送部１３０の電荷転送最終段の電荷転送チャネルが、上流からの信号電荷を受け入れ（導入）可能な状態を意味している。
【００６２】
図６に示すような駆動制御を実施する場合には、ＬＭ転送期間Ｔ２１と垂直転送期間Ｔ１１とが部分的に重なっているので、ＬＭ転送期間Ｔ２１の長さと垂直転送期間Ｔ１１の長さとを加算した結果よりも、水平転送ブランキング期間Ｔ４１を短くすることができる。従って、図６に示す水平転送ブランキング期間Ｔ４１の長さは、図１４に示す水平転送ブランキング期間Ｔ４よりも短くなり、１行分の転送期間Ｔ０も短縮され、フレームレートを上げることが可能になる。
【００６３】
ここで、図６に示した駆動制御を実施する場合のそれぞれの状態について、固体撮像素子１００における垂直電荷転送部１３０の電荷転送最終段の近傍の領域と、ラインメモリ５２の領域と、水平電荷転送部５４の領域の主要部分を転送される各部の信号電荷の状況を説明する。
図７は図６に示す制御を実施する場合の各時点での固体撮像素子の主要部の状態を示す状態遷移図である。
図７の（ａ）、（ｂ）の状態は図６に示す時刻ｔ１１よりも前の時刻の状況、図７の（ｃ）、（ｇ）の状態は図６に示す時刻ｔ１１とｔｖｓとの間の時刻における状況、図７の（ｄ）は図６に示す時刻ｔｖｓとｔ１２との間、すなわちＬＭ転送期間Ｔ２１と垂直転送期間Ｔ１１とが重なっている期間における状況、図７の（ｅ）は図６に示す時刻ｔｖ１〜Ｔｖ２の間の時刻における状況、また、図７の（ｆ）は図６に示す水平転送期間Ｔ３の間における状況をそれぞれ表している。
【００６４】
なお、図７においては、互いに隣接する位置に存在する２つの垂直電荷転送部１３０における垂直電荷転送チャネル３７がＶＴ１、ＶＴ２として示してある。図７（ａ）の状態では、撮影により生成された信号電荷Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２がそれぞれの光電変換素子１２０に保持されている。この状態で垂直電荷転送部１３０の電極４３に所定の電位を印加することにより、各垂直電荷転送部１３０が保持している信号電荷Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２は、図７（ｂ）に示すように隣接する位置の垂直電荷転送チャネルＶＴ１、ＶＴ２に移動する。
【００６５】
また、図７（ａ）、（ｂ）に示す状態では、前のフレームの撮影により得られた最終行の信号電荷Ａｎ、Ｂｎがラインメモリ５２上に残っている。そこで、ラインメモリ５２の電極ＬＭ１、ＬＭ２に所定の電位を印加し、図７（ｃ）に示すように、ラインメモリ５２上の信号電荷Ａｎ、Ｂｎを水平電荷転送部５４の水平電荷転送チャネルに転送する。従って、垂直電荷転送を開始する前に、図６に示す時刻ｔ１１でＬＭ転送期間Ｔ２１を開始し、ラインメモリ５２上の信号電荷を処理することができる。
【００６６】
図６に示す時刻ｔｖｓで垂直転送期間Ｔ１１が開始されると、垂直電荷転送部１３０の各電極４３、４１、４５、４６、４７に４相の駆動パルスφＶ１〜φＶ４を印加する。これにより、図７（ｄ）に示すように、垂直電荷転送部の各垂直電荷転送チャネルＶＴ１、ＶＴ２に保持されている信号電荷Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２は、１回あたり１画素分だけ矢印Ｙ方向に移動する。すなわち、図７（ｄ）に示す状態では、フレームの最初の行の信号電荷Ａ１、Ｂ１が垂直電荷転送部１３０の電荷転送最終段の電極４７の下方にある電荷転送チャネルの位置に移動し、２番目の行の信号電荷Ａ２、Ｂ２は信号電荷Ａ１、Ｂ１よりも１画素分だけ上流の位置の電荷転送チャネルの位置に移動する。なお、図７（ｄ）に示す状態では、垂直電荷転送部の電荷転送最終段の電極４７の下方にある電荷転送チャネルとラインメモリ５２の電荷転送チャネルとの間に電位障壁が存在するため、信号電荷は垂直電荷転送部１３０側から流出しない。
【００６７】
図６に示す時刻ｔｖ１になると、垂直電荷転送部１３０の電荷転送最終段の電極４７にミドルレベルの電位ＶＭが印加されるので、垂直電荷転送部１３０の電荷転送最終段の電極４７の下方にある電荷転送チャネルとラインメモリ５２の電荷転送チャネルとの間の電位障壁はなくなり、図７（ｅ）に示すように各信号電荷が移動する。
【００６８】
すなわち、フレームの最初の行の信号電荷Ａ１、Ｂ１は垂直電荷転送部１３０の電荷転送最終段の電極４７の下方にある電荷転送チャネルからラインメモリ５２側の電荷転送チャネルに移動し、２番目の行の信号電荷Ａ２、Ｂ２は垂直電荷転送部１３０の電荷転送最終段の電極４７の下方にある電荷転送チャネルに移動する。
【００６９】
図７（ｆ）に示す状態では、水平電荷転送部５４の各電極Ｈａ、Ｈｂに所定の駆動パルスφＨ１〜φＨ４を印加することにより、水平電荷転送部５４の水平電荷転送チャネル５６上に存在する１ライン分の信号電荷を矢印Ｘ方向に向かって順次に転送する。これにより、前のフレームの最終行の信号電荷Ａｎ、Ｂｎに相当する信号は出力増幅器５５を通って出力端子ＯＵＴから順次に出力される。
【００７０】
１行の信号電荷の処理が終了し、水平電荷転送部５４上の信号電荷が空になった後で、ラインメモリ５２の電極（ＬＭ１、ＬＭ２）に所定の駆動パルス（φＬＭ）を印加することにより、図７（ｇ）に示すように、ラインメモリ５２上の信号電荷Ａ１、Ｂ１が水平電荷転送部５４の水平電荷転送チャネル上に転送される。
【００７１】
従って、図７に示す（ｇ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）の状態に相当する動作を繰り返すことにより、１フレーム分の画像の信号電荷を順次に読み出すことができる。しかも、図６に示すようにＬＭ転送期間Ｔ２１のタイミングが垂直転送期間Ｔ１１と重なっているので、水平転送ブランキング期間Ｔ４１が垂直転送期間Ｔ１１と同程度に短くなり、高速読み出し動作が実現される。
【００７２】
例えば、図８（ａ）に示すように、１，２，３，４，５の番号を付与した各行の信号電荷を示す固体撮像素子１００から読み出す際に、図８（ｂ）に示すように、垂直電荷転送部の制御するＶＣＣＤ転送パルス（φＶ１〜φＶ４に相当する）を出力する期間（Ｔ１１）と、水平電荷転送部を制御するＨＣＣＤ転送パルス（φＨ１〜φＨ４に相当する）を出力する期間（Ｔ３）との間には、ほとんど隙間を設ける必要がなく、各行１，２，３，４，５の信号電荷をほぼ連続的に読み出すことができる。
【００７３】
ところで、図６に示すように、ＬＭ転送期間Ｔ２１と垂直転送期間Ｔ１１とが重なるようなタイミングで固体撮像素子１００を駆動する場合には、垂直電荷転送部１３０の出力に現れる信号電荷が、そのままラインメモリ５２を通過して水平電荷転送部５４に流出する可能性があり、その場合には上流側の行の信号電荷と、それに隣接する下流側の行の信号電荷とが混合するおそれがある。
【００７４】
上流側の行の信号電荷と、それに隣接する下流側の行の信号電荷とが混合するとＹ方向の解像度が低下することになるので、垂直電荷転送部１３０の出力に現れる信号電荷が、そのままラインメモリ５２を通過して水平電荷転送部５４に流出することを確実に防止する必要がある。
【００７５】
図６に示すように、ＬＭ転送期間Ｔ２１が終了する時刻ｔ１２が、垂直電荷転送部１３０の電荷転送最終段の電極ＶLast（４７）にミドルレベルの電位ＶＭが印加される時刻ｔｖ１よりも前になるように駆動タイミングを定める場合には、垂直電荷転送部１３０の出力に現れる信号電荷が、そのままラインメモリ５２を通過して水平電荷転送部５４に流出することを防止できる。
【００７６】
垂直電荷転送部１３０の電荷転送最終段と、ラインメモリ５２と、水平電荷転送部５４との接続部分における各電極及び電荷転送チャネルの電位分布及び信号電荷の状態が図９に示した。
【００７７】
図６に示す制御においては、ＬＭ転送期間Ｔ２１の全区間において、垂直電荷転送部の電荷転送最終段の電極ＶLast（４７）にローレベルの電位ＶＬが印加されている。この状態では、図９（ａ）に示すような電位分布が形成される。
【００７８】
すなわち、図９（ａ）に示す状態では、電位分布に従って、ラインメモリ５２に蓄積された信号電荷が水平電荷転送部の水平電荷転送チャネル５６に転送される。また、垂直電荷転送部の電荷転送最終段の電極ＶLastの上流側には後続の信号電荷Ｑａが現れているが、電極ＶLastにはローレベルの電位ＶＬが印加されているので、図９（ａ）に示すように電極ＶLastの下方の電荷転送チャネルに電位障壁９０が形成され、上流の信号電荷Ｑａはこの電位障壁９０に阻止されてラインメモリ５２側には流出しない。従って、上流の信号電荷Ｑａと下流の信号電荷Ｑｂとが混合することはない。
【００７９】
（第２の実施の形態）
本発明の固体撮像素子の駆動方法に関する他の実施の形態について、図１０及び図１１を参照しながら説明する。
図１０は第２の実施の形態における固体撮像素子の駆動方法の制御タイミングを示すタイムチャート、図１１は図１０に示す制御を実施する場合の各時点での固体撮像素子の主要部の状態を示す状態遷移図である。
【００８０】
本実施の形態は第１の実施の形態と同様に、図１〜図４に示されたような構成の固体撮像素子１００を駆動する場合を想定している。従って、制御対象の固体撮像素子１００に関する基本的な構成や動作については説明を省略する。
【００８１】
図１に示すような固体撮像素子１００の撮像部１１０で撮影された１フレーム全ての信号電荷を各光電変換素子１２０から読み出して出力端子ＯＵＴから出力するためには、基本的には前述のステップＳ１〜Ｓ５の動作を行う必要がある。
そこで、前述した読み出し所要時間を短縮するために、本実施の形態では、固体撮像素子１００を駆動するための制御のタイミングを図１０に示すように変更している。なお、図１０において、各時刻ｔ２１、ｔｖｓ、ｔ２２、ｔｖ１、ｔｖ２、ｔｖｅは、１行分の転送期間Ｔ０の開始時刻を基準とする相対的な時刻を表している。
【００８２】
すなわち、図１０に示すように、第２の転送処理が実行されるＬＭ転送期間Ｔ２２の開始時刻ｔ２１及び終了時刻ｔ２２を、第１の転送処理が実行される垂直転送期間Ｔ１１の開始時刻ｔｖｓと終了時刻ｔｖｅとの間に配置してある。
【００８３】
つまり、第１の転送処理を行っている途中で第２の転送処理を実行するように定め、第２の転送処理の期間（Ｔ２２）の全区間が、第１の転送処理の期間（Ｔ１１）の一部分と重なるタイミングになるように定めてある。
【００８４】
また、この例では垂直電荷転送部１３０の垂直電荷転送動作に伴って、垂直電荷転送部１３０の電荷転送最終段の電極ＶLast（図２に示す４７に相当する）には図１０の時刻ｔｖｓ〜ｔｖ１まではローレベルの電位ＶＬが印加され、時刻ｔｖ１〜ｔｖ２の間はミドルレベルの電位ＶＭが印加されるが、ミドルレベルの電位ＶＭが印加され始める時刻ｔｖ１の前に、ＬＭ転送期間Ｔ２２が終了するように、時刻ｔ２２を定めてある。
【００８５】
なお、この例では電極ＶLastにローレベルの電位ＶＬとミドルレベルの電位ＶＭとの２値の電位を印加する場合を想定しており、ミドルレベルの電位ＶＭは他の電極に印加されるハイレベルの電位ＶＨ（又はＨ）よりも相対的に低いことを意味している。また、電極ＶLastにミドルレベルの電位ＶＭが印加される状態は、垂直電荷転送部１３０の電荷転送最終段の電荷転送チャネルが、上流からの信号電荷を受け入れ（導入）可能な状態を意味している。
【００８６】
図１０に示すような駆動制御を実施する場合には、ＬＭ転送期間Ｔ２２と垂直転送期間Ｔ１１とが重なっているので、ＬＭ転送期間Ｔ２２の長さと垂直転送期間Ｔ１１の長さとを加算した結果よりも、水平転送ブランキング期間Ｔ４２を短くすることができる。従って、図１０に示す水平転送ブランキング期間Ｔ４２の長さは、図１４に示す水平転送ブランキング期間Ｔ４よりも短くなり、１行分の転送期間Ｔ０も短縮され、フレームレートを上げることが可能になる。
【００８７】
図１０に示した駆動制御を実施する場合のそれぞれの状態について、固体撮像素子１００における垂直電荷転送部１３０の電荷転送最終段の近傍の領域と、ラインメモリ５２の領域と、水平電荷転送部５４の領域の主要部分を転送される各部の信号電荷の状況を図１１を用いて説明する。
【００８８】
図１１の（ａ）、（ｂ）の状態は図１０に示す時刻ｔｖｓよりも前の時刻の状況、図６の（ｃ）の状態は図５に示す時刻ｔｖｓとｔ２１との間の時刻における状況、図６の（ｄ）は図５に示す時刻ｔ２１とｔ２２との間、すなわちＬＭ転送期間Ｔ２２と垂直転送期間Ｔ１１とが重なっている期間における状況、図６の（ｅ）は図５に示す時刻ｔｖ１〜Ｔｖ２の間の時刻における状況、また、図６の（ｆ）は図５に示す水平転送期間Ｔ３の間における状況をそれぞれ表している。
【００８９】
なお、図１１においては、互いに隣接する位置に存在する２つの垂直電荷転送部における垂直電荷転送チャネルがＶＴ１、ＶＴ２として示してある。図１１（ａ）の状態では、撮影により生成された信号電荷Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２がそれぞれの光電変換素子１２０に保持されている。この状態で垂直電荷転送部の電極４３に所定の電位を印加することにより、各垂直電荷転送部が保持している信号電荷Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２は、図１１（ｂ）に示すように隣接する位置の垂直電荷転送チャネルＶＴ１、ＶＴ２に移動する。また、図１１（ａ）、（ｂ）に示す状態では、前のフレームの撮影により得られた最終行の信号電荷Ａｎ、Ｂｎがラインメモリ５２上に残っている。
【００９０】
図１０に示す時刻ｔｖｓで垂直転送期間Ｔ１１が開始されると、垂直電荷転送部の各電極４３、４１、４５、４６、４７に４相の駆動パルスφＶ１〜φＶ４を印加する。これにより、図１１（ｃ）に示すように、垂直電荷転送部の各垂直電荷転送チャネルＶＴ１、ＶＴ２に保持されている信号電荷Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２は、１回当たり１画素分だけＹ方向に移動する。すなわち、図１１（ｃ）に示す状態では、フレームの最初の行の信号電荷Ａ１、Ｂ１が垂直電荷転送部の電荷転送最終段の電極４７の下方にある電荷転送チャネルの位置に移動し、２番目の行の信号電荷Ａ２、Ｂ２は信号電荷Ａ１、Ｂ１よりも１画素分だけ上流の位置の電荷転送チャネルの位置に移動する。
【００９１】
図１０に示す時刻ｔ２１でＬＭ転送期間Ｔ２２が開始されると、ラインメモリ５２の電極ＬＭ１、ＬＭ２に所定の電位φＬＭを印加し、図１１（ｄ）に示すように、ラインメモリ５２上に残っている前フレームの信号電荷Ａｎ、Ｂｎを水平電荷転送部５４の水平電荷転送チャネルに転送する。なお、図１１（ｄ）に示す状態では、垂直電荷転送部の電荷転送最終段の電極４７の下方にある電荷転送チャネルとラインメモリ５２の電荷転送チャネルとの間に電位障壁が存在するため、信号電荷は垂直電荷転送部側から流出しない。
【００９２】
図１０に示す時刻ｔｖ１になると、垂直電荷転送部の電荷転送最終段の電極４７にミドルレベルの電位ＶＭが印加されるので、垂直電荷転送部の電荷転送最終段の電極４７の下方にある電荷転送チャネルとラインメモリ５２の電荷転送チャネルとの間の電位障壁はなくなり、図１１（ｅ）に示すように各信号電荷が移動する。
【００９３】
すなわち、フレームの最初の行の信号電荷Ａ１、Ｂ１は、垂直電荷転送部の電荷転送最終段の電極４７の下方にある電荷転送チャネルからラインメモリ５２側の電荷転送チャネルに移動し、２番目の行の信号電荷Ａ２、Ｂ２は垂直電荷転送部の電荷転送最終段の電極４７の下方にある電荷転送チャネルに移動する。
【００９４】
図１１（ｆ）に示す状態では、水平電荷転送部５４の各電極Ｈａ、Ｈｂに所定の駆動パルスφＨ１〜φＨ４を印加することにより、水平電荷転送部５４の水平電荷転送チャネル上に存在する１ライン分の信号電荷をＸ方向に向かって順次に転送する。これにより、前のフレームの最終行の信号電荷Ａｎ、Ｂｎに相当する信号は出力増幅器５５を通って出力端子ＯＵＴから順次に出力される。
【００９５】
１行の信号電荷の処理が終了し、水平電荷転送部５４上の信号電荷が空になった後で、ラインメモリ５２の電極ＬＭ１、ＬＭ２に所定の駆動パルスφＬＭを印加することにより、図１１（ｈ）に示すように、ラインメモリ５２上の信号電荷Ａ１、Ｂ１が水平電荷転送部５４の水平電荷転送チャネル上に転送される。
【００９６】
従って、図１１に示す（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）の状態に相当する動作を繰り返すことにより、１フレーム分の画像の信号電荷を順次に読み出すことができる。しかも、図１０に示すようにＬＭ転送期間Ｔ２２のタイミングが垂直転送期間Ｔ１１と重なっているので、水平転送ブランキング期間Ｔ４１が垂直転送期間Ｔ１１と同程度に短くなり、高速読み出しを実現できる。
【００９７】
ところで、図１０に示すように、ＬＭ転送期間Ｔ２２と垂直転送期間Ｔ１１とが重なるようなタイミングで固体撮像素子１００を駆動する場合には、垂直電荷転送部１３０の出力に現れる信号電荷が、そのままラインメモリ５２を通過して水平電荷転送部５４に流出する可能性があり、その場合には上流側の行の信号電荷と、それに隣接する下流側の行の信号電荷とが混合するおそれがある。
【００９８】
上流側の行の信号電荷と、それに隣接する下流側の行の信号電荷とが混合するとＹ方向の解像度が低下することになるので、垂直電荷転送部から出力される信号電荷が、そのままラインメモリ５２を通過して水平電荷転送部５４に流出することを防止する必要がある。
【００９９】
図１０に示すように、ＬＭ転送期間Ｔ２２が終了する時刻ｔ２２が、垂直電荷転送部１３０の電荷転送最終段の電極ＶLast（４７）にミドルレベルの電位ＶＭが現れる時刻ｔｖ１よりも前になるように駆動タイミングを定める場合には、垂直電荷転送部から出力される信号電荷が、そのままラインメモリ５２を通過して水平電荷転送部５４に流出するのを防止することができる。
【０１００】
垂直電荷転送部１３０の電荷転送最終段と、ラインメモリ５２と、水平電荷転送部５４との接続部分における各電極及び電荷転送チャネルの電位分布及び信号電荷の状態は、前述の図９に示した通りである。
【０１０１】
図１０に示す制御においては、ＬＭ転送期間Ｔ２２の全区間において、垂直電荷転送部１３０の電荷転送最終段の電極ＶLast（４７）にローレベルの電位ＶＬが印加されている。この状態では、図９（ａ）に示すように電極ＶLastの下方の電荷転送チャネルに電位障壁９０が形成され、上流の信号電荷Ｑａはこの電位障壁９０に阻止されてラインメモリ５２側には流出しない。従って、上流の信号電荷Ｑａと下流の信号電荷Ｑｂとが混合することはない。
【０１０２】
（第３の実施の形態）
本発明の固体撮像素子の駆動方法に関するもう１つの実施の形態について、図１２を参照しながら以下に説明する。図１２は第３の実施の形態における固体撮像素子の駆動方法の制御タイミングを示すタイムチャートである。
【０１０３】
この実施の形態では、第１の実施の形態と同様に図１〜図４に示されたような構成の固体撮像素子１００を駆動する場合を想定している。従って、制御対象の固体撮像素子１００に関する基本的な構成や動作については説明を省略する。
【０１０４】
図１に示すような固体撮像素子１００の撮像部１１０で撮影された１フレーム全ての信号電荷を各光電変換素子１２０から読み出して出力端子ＯＵＴから出力するためには、基本的には前述のステップＳ１〜Ｓ５の動作を行う必要がある。本実施の形態では、読み出し所要時間を短縮するために、固体撮像素子１００を駆動するための制御のタイミングを図１２に示すように変更している。なお、図１２において、各時刻ｔ３１、ｔｖｓ、ｔ３２、ｔｖ１、ｔｖ２、ｔｖｅは、１行分の転送期間Ｔ０の開始時刻を基準とする相対的な時刻を表している。
【０１０５】
すなわち、図１２に示すように、第２の転送処理が実行されるＬＭ転送期間Ｔ２３の開始時刻ｔ３１を、第１の転送処理が実行される垂直転送期間Ｔ１１の開始時刻ｔｖｓよりも前に配置してある。また、ＬＭ転送期間Ｔ２３の終了する時刻ｔ３２は、垂直転送期間Ｔ１１の処理中の時刻である。
【０１０６】
つまり、第２の転送処理を第１の転送処理よりも先に開始し、かつ、第２の転送処理の期間（Ｔ２３）の一部分と、第１の転送処理の期間（Ｔ１１）の一部分とが重なるタイミングになるように定めてある。
【０１０７】
また、この例では垂直電荷転送部１３０の垂直電荷転送動作に伴って、垂直電荷転送部１３０の電荷転送最終段の電極ＶLast（図２に示す４７に相当する）には図１２の時刻ｔ３１〜ｔｖ１まではローレベルの電位ＶＬが印加され、時刻ｔｖ１〜ｔｖ２の間はミドルレベルの電位ＶＭが印加され、時刻ｔｖ２以降は再びローレベルの電位ＶＬが印加されるが、ミドルレベルの電位ＶＭが印加されている期間中（ｔｖ１〜ｔｖ２の間）に、ＬＭ転送期間Ｔ２２が終了するように、時刻ｔ３２を定めてある。
【０１０８】
なお、この例では電極ＶLastにローレベルの電位ＶＬとミドルレベルの電位ＶＭとの２値の電位を印加する場合を想定しており、ミドルレベルの電位ＶＭは他の電極に印加されるハイレベルの電位ＶＨ（又はＨ）よりも相対的に低いことを意味している。また、電極ＶLastにミドルレベルの電位ＶＭが印加される状態は、垂直電荷転送部１３０の電荷転送最終段の電荷転送チャネルが、上流からの信号電荷を受け入れ（導入）可能な状態を意味している。
【０１０９】
図１２に示すような駆動制御を実施する場合には、ＬＭ転送期間Ｔ２３と垂直転送期間Ｔ１１とが部分的に重なっているので、ＬＭ転送期間Ｔ２３の長さと垂直転送期間Ｔ１１の長さとを加算した結果よりも、水平転送ブランキング期間Ｔ４３を短くすることができる。従って、図１２に示す水平転送ブランキング期間Ｔ４３の長さは、図１４に示す水平転送ブランキング期間Ｔ４よりも短くなり、１行分の転送期間Ｔ０も短縮され、フレームレートを上げることが可能になる。
【０１１０】
第３の実施の形態では、図１２に示すように、ＬＭ転送期間Ｔ２３の終了する時刻ｔ３２が垂直電荷転送部１３０の電荷転送最終段の電極ＶLastにミドルレベルの電位ＶＭが印加されている期間中（ｔｖ１〜ｔｖ２の間）に定めてあるので、ＬＭ転送期間Ｔ２３の長さは、第１の実施の形態のＬＭ転送期間Ｔ２１と比べて十分に長くすることができる。
【０１１１】
ラインメモリ５２の転送を制御する電極ＬＭ１，ＬＭ２は幅広であるため、ラインメモリ５２から水平電荷転送部５４に電荷を転送する場合に、比較的長い時間がかかる傾向がある。従って、ＬＭ転送期間の長さが短く制限される場合には、駆動パルスφＬＭの周波数が高くなると、転送動作の終了後に転送元の電荷転送チャネル上に電荷が残留する可能性が高くなり、固体撮像素子１００から出力される信号の品質が劣化する。図１２に示すようなタイミングで制御することにより、十分な長さのＬＭ転送期間Ｔ２３を確保することができ、駆動パルスφＬＭの周波数が高い場合であっても、転送動作の終了後に転送元の電荷転送チャネル上に電荷が残留するのを防止できる。
【０１１２】
ところで、図１２に示すように、ＬＭ転送期間Ｔ２３と垂直転送期間Ｔ１１とが重なるようなタイミングで固体撮像素子１００を駆動する場合には、垂直電荷転送部から出力される信号電荷が、そのままラインメモリ５２を通過して水平電荷転送部５４に流出する可能性があり、その場合には上流側の行の信号電荷と、それに隣接する下流側の行の信号電荷とが混じり合うおそれがある。
【０１１３】
そこで、図１２に示すように、ＬＭ転送期間Ｔ２３が終了する時刻ｔ３２が、垂直電荷転送部１３０の電荷転送最終段の電極ＶLast（４７）にミドルレベルの電位ＶＭが現れている間（ｔｖ１〜ｔｖ２の間）になるように駆動タイミングを定める場合には、以下に説明するように垂直電荷転送部から出力される信号電荷が、そのままラインメモリ５２を通過して水平電荷転送部５４に流出することを防止できる。
【０１１４】
また、垂直電荷転送部１３０の電荷転送最終段と、ラインメモリ５２と、水平電荷転送部５４との接続部分における各電極及び電荷転送チャネルの電位分布及び信号電荷の状態は図９に示した通りである。
図１２に示すＬＭ転送期間Ｔ２２の中で、垂直電荷転送部の電荷転送最終段の電極ＶLast（４７）にローレベルの電位ＶＬが印加されている間には、図９（ａ）に示すように電極ＶLastの下方の電荷転送チャネルに電位障壁９０が形成され、上流の信号電荷Ｑａはこの電位障壁９０に阻止されてラインメモリ５２側には流出しない。従って、上流の信号電荷Ｑａと下流の信号電荷Ｑｂとが混じり合うことはない。
【０１１５】
また、図１２に示すＬＭ転送期間Ｔ２３の中で、時刻ｔｖ１〜ｔｖ２の期間中は、図９（ｂ）に示すように、ラインメモリ５２に蓄積された信号電荷が水平電荷転送部５４の水平電荷転送チャネル５６に転送される。また、垂直電荷転送部１３０の電荷転送最終段の電極ＶLastに印加されたミドルレベルの電位ＶＭにより、電位障壁９０がなくなるので、上流側に現れた後続の信号電荷Ｑａが電極ＶLastの下方の電荷転送チャネルに移動する。
【０１１６】
しかし、時刻ｔｖ１〜ｔｖ２の期間中は、ラインメモリ５２の電極ＶＭにローレベルの電位ＶＬが印加されているので、図９（ｂ）に示すように電極ＶLastと比べてラインメモリ５２の電位が低く、信号電荷Ｑａに対してはラインメモリ５２が電位障壁として機能する。従って、直電荷転送部１３０の電荷転送最終段の電極ＶLastの下方の電荷転送チャネルに流入した信号電荷Ｑａがラインメモリ５２を通って水平電荷転送部５４側に流出することはない。従って、上流の信号電荷Ｑａと下流の信号電荷Ｑｂとが混じり合うことはない。
【０１１７】
なお、仮にＬＭ転送期間Ｔ２３の終了する時刻を時刻ｔｖ２以降に変更すると、電極ＶLastの下方の電位がラインメモリ５２の電位よりも低くなるので、電極ＶLastの下方の電荷転送チャネルに流入した信号電荷Ｑａがラインメモリ５２を通って水平電荷転送部５４側に流出することになる。従って、図１２に示すようなタイミングで制御する必要がある。
【０１１８】
（第４の実施の形態）
本発明の固体撮像素子の駆動方法に関するもう１つの実施の形態について、図１３を参照しながら以下に説明する。図１３は第４の実施の形態における固体撮像素子の駆動方法の制御タイミングを示すタイムチャートである。
【０１１９】
この実施の形態では、第２の実施の形態と同様に図１〜図４に示されたような構成の固体撮像素子１００を駆動する場合を想定している。従って、制御対象の固体撮像素子１００に関する基本的な構成や動作については説明を省略する。
【０１２０】
図１に示すような固体撮像素子１００の撮像部１１０で撮影された１フレーム全ての信号電荷を各光電変換素子１２０から読み出して出力端子ＯＵＴから出力するためには、基本的には前述のステップＳ１〜Ｓ５の動作を行う必要がある。
【０１２１】
第４の実施の形態では、読み出し所要時間を短縮するために、固体撮像素子１００を駆動するための制御のタイミングを図１３に示すように変更している。なお、図１３において、各時刻ｔ４１、ｔｖｓ、ｔ４２、ｔｖ１、ｔｖ２、ｔｖｅは、１行分の転送期間Ｔ０の開始時刻を基準とする相対的な時刻を表している。
【０１２２】
すなわち、図１３に示すように、第２の転送処理が実行されるＬＭ転送期間Ｔ２４の開始時刻ｔ４１及び終了時刻ｔ４２を、第１の転送処理が実行される垂直転送期間Ｔ１１の開始時刻ｔｖｓと終了時刻ｔｖｅとの間に配置してある。つまり、第２の転送処理を第１の転送処理の途中で実行するように、第２の転送処理の期間Ｔ２４と、第１の転送処理の期間Ｔ１１とが重なるようにタイミングを定めてある。
【０１２３】
また、この例では垂直電荷転送部１３０の垂直電荷転送動作に伴って、垂直電荷転送部１３０の電荷転送最終段の電極ＶLast（図２に示す４７に相当する）には図１３の時刻ｔｖｓ〜ｔｖ１まではローレベルの電位ＶＬが印加され、時刻ｔｖ１〜ｔｖ２の間はミドルレベルの電位ＶＭが印加され、時刻ｔｖ２以降は再びローレベルの電位ＶＬが印加されるが、ミドルレベルの電位ＶＭが印加されている期間中（ｔｖ１〜ｔｖ２の間）に、ＬＭ転送期間Ｔ２４が終了するように、時刻ｔ４２を定めてある。
【０１２４】
なお、この例では電極ＶLastにローレベルの電位ＶＬとミドルレベルの電位ＶＭとの２値の電位を印加する場合を想定しており、ミドルレベルの電位ＶＭは他の電極に印加されるハイレベルの電位ＶＨ（又はＨ）よりも相対的に低いことを意味している。また、電極ＶLastにミドルレベルの電位ＶＭが印加される状態は、垂直電荷転送部１３０の電荷転送最終段の電荷転送チャネルが、上流からの信号電荷を受け入れ可能な状態を意味している。
【０１２５】
図１３に示すような駆動制御を実施する場合には、ＬＭ転送期間Ｔ２４と垂直転送期間Ｔ１１とが重なっているので、ＬＭ転送期間Ｔ２４の長さと垂直転送期間Ｔ１１の長さとを加算した結果よりも、水平転送ブランキング期間Ｔ４４を短くすることができる。従って、図１３に示す水平転送ブランキング期間Ｔ４４の長さは、図１４に示す水平転送ブランキング期間Ｔ４よりも短くなり、１行分の転送期間Ｔ０も短縮され、フレームレートを上げることが可能になる。
【０１２６】
第４の実施の形態では、図１３に示すように、ＬＭ転送期間Ｔ２４の終了する時刻ｔ４２が垂直電荷転送部１３０の電荷転送最終段の電極ＶLastにミドルレベルの電位ＶＭが印加されている期間中（ｔｖ１〜ｔｖ２の間）に定めてあるので、ＬＭ転送期間Ｔ２４の長さは、第２の実施の形態のＬＭ転送期間Ｔ２２と比べて十分に長くすることができる。
【０１２７】
ラインメモリ５２の転送を制御する電極ＬＭ１，ＬＭ２は幅広であるため、ラインメモリ５２から水平電荷転送部５４に電荷を転送する場合に、比較的長い時間がかかる傾向がある。従って、ＬＭ転送期間の長さが短く制限される場合には、駆動パルスφＬＭの周波数が高くなると、転送動作の終了後に転送元の電荷転送チャネル上に電荷が残留する可能性が高くなり、固体撮像素子１００から出力される信号の品質が劣化する。図１３に示すようなタイミングで制御することにより、十分な長さのＬＭ転送期間Ｔ２４を確保することができ、駆動パルスφＬＭの周波数が高い場合であっても、転送動作の終了後に転送元の電荷転送チャネル上に電荷が残留するのを防止できる。
【０１２８】
ところで、図１３に示すように、ＬＭ転送期間Ｔ２４と垂直転送期間Ｔ１１とが重なるようなタイミングで固体撮像素子１００を駆動する場合には、垂直電荷転送部から出力される信号電荷が、そのままラインメモリ５２を通過して水平電荷転送部５４に流出する可能性があり、その場合には上流側の行の信号電荷と、それに隣接する下流側の行の信号電荷とが混じり合うおそれがある。
【０１２９】
図１３に示すように、ＬＭ転送期間Ｔ２４が終了する時刻ｔ４２が、垂直電荷転送部１３０の電荷転送最終段の電極ＶLast（４７）にミドルレベルの電位ＶＭが現れている間（ｔｖ１〜ｔｖ２の間）になるように駆動タイミングを定める場合には、以下に説明するように垂直電荷転送部１３０から出力される信号電荷が、そのままラインメモリ５２を通過して水平電荷転送部５４に流出することを防止できる。
【０１３０】
垂直電荷転送部１３０の電荷転送最終段と、ラインメモリ５２と、水平電荷転送部５４との接続部分における各電極及び電荷転送チャネルの電位分布及び信号電荷の状態は図９に示した通りである。
【０１３１】
図１３に示すＬＭ転送期間Ｔ２４の中で、垂直電荷転送部１３０の電荷転送最終段の電極ＶLast（４７）にローレベルの電位ＶＬが印加されている間には、図９（ａ）に示すように電極ＶLastの下方の電荷転送チャネルに電位障壁９０が形成され、上流の信号電荷Ｑａはこの電位障壁９０に阻止されてラインメモリ５２側には流出しない。従って、上流の信号電荷Ｑａと下流の信号電荷Ｑｂとが混合することはない。
【０１３２】
また、図１３に示すＬＭ転送期間Ｔ２４の中で、時刻ｔｖ１〜ｔｖ２の期間中は、図９（ｂ）に示すように、ラインメモリ５２に蓄積された信号電荷が水平電荷転送部５４の水平電荷転送チャネル５６に転送される。また、垂直電荷転送部の電荷転送最終段の電極ＶLastに印加されたミドルレベルの電位ＶＭにより、電位障壁９０がなくなるので、上流側に現れた後続の信号電荷Ｑａが電極ＶLastの下方の電荷転送チャネルに移動する。
【０１３３】
しかし、時刻ｔｖ１〜ｔｖ２の期間中は、ラインメモリ５２の電極ＶＭにローレベルの電位ＶＬが印加されているので、図９（ｂ）に示すように電極ＶLastと比べてラインメモリ５２の電位が低く、信号電荷Ｑａに対してはラインメモリ５２が電位障壁として機能する。従って、直電荷転送部１３０の電荷転送最終段の電極ＶLastの下方の電荷転送チャネルに流入した信号電荷Ｑａがラインメモリ５２を通って水平電荷転送部５４側に流出することはない。従って、上流の信号電荷Ｑａと下流の信号電荷Ｑｂとが混合することはない。
【０１３４】
なお、仮にＬＭ転送期間Ｔ２４の終了する時刻を時刻ｔｖ２以降に変更すると、電極ＶLastの下方の電位がラインメモリ５２の電位よりも低くなるので、電極ＶLastの下方の電荷転送チャネルに流入した信号電荷Ｑａがラインメモリ５２を通って水平電荷転送部５４側に流出することになる。従って、図１３に示すようなタイミングで制御する必要がある。
【産業上の利用可能性】
【０１３５】
以上のように、本発明の駆動方法を用いて固体撮像素子を駆動することにより、水平転送ブランキング期間を従来よりも短縮できるので、信号電荷の高速読みだしが可能になりフレームレートを上げることができる。
また、前記第２の転送処理を終了するタイミングを、垂直転送部の電荷転送最終段の電極に上流からの信号電荷を受け入れたり放出するための電位が印加されるタイミングを基準として規制することにより、行方向に隣接する位置にある複数の信号電荷が混ざり合うのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３６】
【図１】固体撮像素子の基本構成を示すブロック図である。
【図２】固体撮像素子の一部分について現実的な構造を表す平面図である。
【図３】図２に示した固体撮像素子の水平電荷転送部の詳細な構成を示す部分拡大平面図である。
【図４】図２に示した固体撮像素子のＡ−Ａ線断面を表す断面図である。
【図５】固体撮像素子上を転送される信号電荷と各部の電位の状態遷移を表す状態遷移図である。
【図６】第１の実施の形態における固体撮像素子の駆動方法の制御タイミングを示すタイムチャートである。
【図７】図６に示す制御を実施する場合の各時点での固体撮像素子の主要部の状態を示す状態遷移図である。
【図８】図６に示す制御を実施する場合の固体撮像素子の動作例を表す模式図である。
【図９】固体撮像素子の主要部に関する電位分布の具体例を示す模式図である。
【図１０】第２の実施の形態における固体撮像素子の駆動方法の制御タイミングを示すタイムチャートである。
【図１１】図５に示す制御を実施する場合の各時点での固体撮像素子の主要部の状態を示す状態遷移図である。
【図１２】第３の実施の形態における固体撮像素子の駆動方法の制御タイミングを示すタイムチャートである。
【図１３】第４の実施の形態における固体撮像素子の駆動方法の制御タイミングを示すタイムチャートである。
【図１４】固体撮像素子を駆動する場合の従来例の制御タイミングを示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【０１３７】
３７，ＶＴ１，ＶＴ２  垂直電荷転送チャネル
４１  第１垂直転送電極
４３  第２垂直転送電極
４５  第１補助転送電極
４６  第２補助転送電極
４７  第３補助転送電極
５２  ラインメモリ
５４  水平電荷転送部
５５  出力増幅器
５６  水平電荷転送チャネル
１００  固体撮像素子
１１０  撮像部
１２０  光電変換素子
１３０  垂直電荷転送部
２００  タイミング信号発生回路
Ｈａ，Ｈｂ  水平転送電極
Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４  垂直転送電極
ＬＭ，ＬＭ１，ＬＭ２  転送制御電極
ＦＣ１，ＦＣ２，ＦＣ３，ＦＣ４  フィルタ列
【図１】
2008042629.tif 000003
【図２】
2008042629.tif 000004
【図３】
2008042629.tif 000005
【図４】
2008042629.tif 000006
【図５】
2008042629.tif 000007
【図６】
2008042629.tif 000008
【図７】
2008042629.tif 000009
【図８】
2008042629.tif 000010
【図９】
2008042629.tif 000011
【図１０】
2008042629.tif 000012
【図１１】
2008042629.tif 000013
【図１２】
2008042629.tif 000014
【図１３】
2008042629.tif 000015
【図１４】
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