(57)【要約】【課題】高感度と高Ｓ／Ｎを両立することが可能な固体撮像素子の駆動方法を提供。【解決手段】半導体基板表面に形成された光電変換素子１０１と、光電変換素子１０１で発生した電荷を垂直方向に転送する垂直電荷転送路１０２と、光電変換素子１０１で発生した電荷を垂直電荷転送路１０２に読み出すための電荷読出し領域１０５とを含む固体撮像素子５の駆動方法であって、電荷読出し領域１０５への読み出しパルスの供給を複数回行って、垂直電荷転送路１０２に形成した電荷蓄積パケットに電荷を複数回に分けて読み出す駆動を行うステップを備え、該ステップでは、任意の読み出しパルスを供給してから、任意の読み出しパルスの次の読み出しパルスを供給するまでの間に、次の読み出しパルスを供給したときに電荷蓄積パケットが空になるように、任意の読み出しパルスによって垂直電荷転送路１０２に読み出された電荷を垂直方向に転送する駆動を行う。【選択図】図３
2008131331.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板表面に形成された複数の光電変換素子と、前記複数の光電変換素子の各々で発生した電荷を垂直方向に転送する複数の垂直電荷転送路と、前記複数の光電変換素子の各々で発生した電荷を前記垂直電荷転送路に読み出すための電荷読出し領域とを含む固体撮像素子の駆動方法であって、
前記電荷読出し領域への読み出しパルスの供給を複数回行って、前記垂直電荷転送路に形成した電荷蓄積パケットに前記電荷を複数回に分けて読み出す駆動を行う電荷読み出しステップと、
前記複数回の読み出しパルスのうちの任意の読み出しパルスの供給が完了してから、前記任意の読み出しパルスの次の読み出しパルスの供給を開始するまでの間に、前記次の読み出しパルスを供給したときに前記電荷蓄積パケットが空になるように、前記任意の読み出しパルスによって前記電荷蓄積パケットに読み出された電荷を前記垂直方向に転送する駆動を行う電荷転送ステップとを備え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、
前記複数回の読み出しパルスのうち、最後に供給する読み出しパルスを除く読み出しパルスの供給期間を、前記最後に供給する読み出しパルスの供給期間よりも短くする固体撮像素子の駆動方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の固体撮像素子の駆動方法であって、
前記電荷読み出しステップにおける前記読み出しパルスの供給回数を撮影条件に応じて変更する固体撮像素子の駆動方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項記載の固体撮像素子の駆動方法であって、
前記光電変換素子に蓄積可能な最大電荷量の電荷を転送するために最低限必要な前記電荷蓄積パケットの数をＡとし、前記電荷読み出しステップにおける前記電荷蓄積パケットの数をＢとしたとき、Ａ＞Ｂとする固体撮像素子の駆動方法。
【請求項５】
請求項４記載の固体撮像素子の駆動方法であって、
前記Ｂの値を撮影条件に応じて変更する固体撮像素子の駆動方法。
【請求項６】
請求項１〜３のいずれか１項記載の固体撮像素子の駆動方法であって、
前記光電変換素子に蓄積可能な最大電荷量の電荷を転送するために最低限必要な前記電荷蓄積パケットの数をＡとし、前記電荷読み出しステップにおける前記電荷蓄積パケットの数をＢとしたとき、Ａ≧Ｂとなる条件を満たす範囲内で、前記Ｂの値を撮影条件に応じて変更する固体撮像素子の駆動方法。
【請求項７】
請求項１〜３のいずれか１項記載の固体撮像素子の駆動方法であって、
前記複数の光電変換素子が、それぞれ異なる波長域の光を検出する複数種類の光電変換素子を含み、
前記読み出しパルスの供給回数を、前記複数種類の光電変換素子毎に独立に制御する固体撮像素子の駆動方法。
【請求項８】
請求項４〜６のいずれか１項記載の固体撮像素子の駆動方法であって、
前記複数の光電変換素子が、それぞれ異なる波長域の光を検出する複数種類の光電変換素子を含み、
前記読み出しパルスの供給回数と前記Ｂの値を、前記複数種類の光電変換素子毎に独立に制御する固体撮像素子の駆動方法。
【請求項９】
半導体基板表面に形成された複数の光電変換素子と、前記複数の光電変換素子の各々で発生した電荷を垂直方向に転送する複数の垂直電荷転送路と、前記複数の光電変換素子の各々で発生した電荷を前記垂直電荷転送路に読み出すための電荷読出し領域とを含む固体撮像素子の駆動方法であって、
前記電荷読出し領域への読み出しパルスの供給を行って、前記垂直電荷転送路に形成した電荷蓄積パケットに前記電荷を読み出す駆動を行う電荷読み出しステップを備え、
前記光電変換素子に蓄積可能な最大電荷量の電荷を転送するために最低限必要な前記電荷蓄積パケットの数をＡとし、前記電荷読み出しステップにおける前記電荷蓄積パケットの数をＢとしたとき、Ａ＞Ｂとする固体撮像素子の駆動方法。
【請求項１０】
請求項９記載の固体撮像素子の駆動方法であって、
前記Ｂの値を撮影条件に応じて変更する固体撮像素子の駆動方法。
【請求項１１】
請求項９又は１０記載の固体撮像素子の駆動方法であって、
前記複数の光電変換素子が、それぞれ異なる波長域の光を検出する複数種類の光電変換素子を含み、
前記Ｂの値を、前記複数種類の光電変換素子毎に独立に制御する固体撮像素子の駆動方法。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項記載の固体撮像素子の駆動方法に基づく駆動を行う駆動手段と、
前記固体撮像素子とを備える撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基板表面に形成された複数の光電変換素子と、前記複数の光電変換素子の各々で発生した電荷を垂直方向に転送する複数の垂直電荷転送路と、前記複数の光電変換素子の各々で発生した電荷を前記垂直電荷転送路に読み出すための電荷読出し領域とを含む固体撮像素子の駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体撮像素子の高感度化を実現する方法としては、複数の光電変換素子で発生した電荷に応じた信号をゲイン増幅する方法や、光電変換素子から垂直電荷転送路に電荷を読み出す際にインパクトイオン化現象を発生させて電荷の段階で増幅してしまう方法等が知られている。前者は、アンプノイズ等も増幅されてしまうため、Ｓ／Ｎが劣化してしまう。これに対し、後者はアンプを通過する前の段階で増幅が行われるため、Ｓ／Ｎを向上させることができ、高感度化を実現する上で注目すべき技術である。
【０００３】
インパクトイオン化現象に関する記述のある文献としては、例えば特許文献１〜３が挙げられる。
【０００４】
【特許文献１】特開平８−３４００９９号公報
【特許文献２】特開平７−１５３９８８号公報
【特許文献３】特開２００２−２９０８３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記従来技術とは異なる新規の方法を提案するものであり、インパクトイオン化現象を用いた電荷増倍により、高感度と高Ｓ／Ｎを両立す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】
【０００６】
本発明の固体撮像素子の駆動方法は、半導体基板表面に形成された複数の光電変換素子と、前記複数の光電変換素子の各々で発生した電荷を垂直方向に転送する複数の垂直電荷転送路と、前記複数の光電変換素子の各々で発生した電荷を前記垂直電荷転送路に読み出すための電荷読出し領域とを含む固体撮像素子の駆動方法であって、前記電荷読出し領域への読み出しパルスの供給を複数回行って、前記垂直電荷転送路に形成した電荷蓄積パケットに前記電荷を複数回に分けて読み出す駆動を行う電荷読み出しステップと、前記複数回の読み出しパルスのうちの任意の読み出しパルスの供給が完了してから、前記任意の読み出しパルスの次の読み出しパルスの供給を開始するまでの間に、前記次の読み出しパルスを供給したときに前記電荷蓄積パケットが空になるように、前記任意の読み出しパルスによって前記電荷蓄積パケットに読み出された電荷を前記垂直方向に転送する駆動を行う電荷転送ステップとを備える。
【０００７】
本発明の固体撮像素子の駆動方法は、前記複数回の読み出しパルスのうち、最後に供給する読み出しパルスを除く読み出しパルスの供給期間を、前記最後に供給する読み出しパルスの供給期間よりも短くする。
【０００８】
本発明の固体撮像素子の駆動方法は、前記電荷読み出しステップにおける前記読み出しパルスの供給回数を撮影条件に応じて変更する。
【０００９】
本発明の固体撮像素子の駆動方法は、前記光電変換素子に蓄積可能な最大電荷量の電荷を転送するために最低限必要な前記電荷蓄積パケットの数をＡとし、前記電荷読み出しステップにおける前記電荷蓄積パケットの数をＢとしたとき、Ａ＞Ｂとする。
【００１０】
本発明の固体撮像素子の駆動方法は、前記Ｂの値を撮影条件に応じて変更する。
【００１１】
本発明の固体撮像素子の駆動方法は、前記光電変換素子に蓄積可能な最大電荷量の電荷を転送するために最低限必要な前記電荷蓄積パケットの数をＡとし、前記電荷読み出しステップにおける前記電荷蓄積パケットの数をＢとしたとき、Ａ≧Ｂとなる条件を満たす範囲内で、前記Ｂの値を撮影条件に応じて変更する。
【００１２】
本発明の固体撮像素子の駆動方法は、前記複数の光電変換素子が、それぞれ異なる波長域の光を検出する複数種類の光電変換素子を含み、前記読み出しパルスの供給回数を、前記複数種類の光電変換素子毎に独立に制御する。
【００１３】
本発明の固体撮像素子の駆動方法は、前記複数の光電変換素子が、それぞれ異なる波長域の光を検出する複数種類の光電変換素子を含み、前記読み出しパルスの供給回数と前記Ｂの値を、前記複数種類の光電変換素子毎に独立に制御する。
【００１４】
本発明の固体撮像素子の駆動方法は、半導体基板表面に形成された複数の光電変換素子と、前記複数の光電変換素子の各々で発生した電荷を垂直方向に転送する複数の垂直電荷転送路と、前記複数の光電変換素子の各々で発生した電荷を前記垂直電荷転送路に読み出すための電荷読出し領域とを含む固体撮像素子の駆動方法であって、前記電荷読出し領域への読み出しパルスの供給を行って、前記垂直電荷転送路に形成した電荷蓄積パケットに前記電荷を読み出す駆動を行う電荷読み出しステップを備え、前記光電変換素子に蓄積可能な最大電荷量の電荷を転送するために最低限必要な前記電荷蓄積パケットの数をＡとし、前記電荷読み出しステップにおける前記電荷蓄積パケットの数をＢとしたとき、Ａ＞Ｂとする。
【００１５】
本発明の固体撮像素子の駆動方法は、前記Ｂの値を撮影条件に応じて変更する。
【００１６】
本発明の固体撮像素子の駆動方法は、前記複数の光電変換素子が、それぞれ異なる波長域の光を検出する複数種類の光電変換素子を含み、前記Ｂの値を、前記複数種類の光電変換素子毎に独立に制御する。
【００１７】
本発明の撮像装置は、前記固体撮像素子の駆動方法に基づく駆動を行う駆動手段と、前記固体撮像素子とを備える。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、インパクトイオン化現象を用いた電荷増倍により、高感度と高Ｓ／Ｎを両立す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の撮像装置の一例であるデジタルカメラの概略構成を示す図である。
図示するデジタルカメラの撮像系は、撮影レンズ１と、ＣＣＤ型の固体撮像素子５と、この両者の間に設けられた絞り２と、赤外線カットフィルタ３と、光学ローパスフィルタ４とを備える。
【００２１】
デジタルカメラの電気制御系全体を統括制御するシステム制御部１１は、フラッシュ発光部１２及び受光部１３を制御し、レンズ駆動部８を制御して撮影レンズ１の位置をフォーカス位置に調整したりズーム調整を行ったりし、絞り駆動部９を介し絞り２の開口量を制御して露光量調整を行う。
【００２２】
又、システム制御部１１は、撮像素子駆動部１０を介して固体撮像素子５を駆動し、撮影レンズ１を通して撮像した被写体画像を色信号として出力させる。システム制御部１１には、操作部１４を通してユーザからの指示信号が入力される。
【００２３】
デジタルカメラの電気制御系は、更に、固体撮像素子５の出力に接続された相関二重サンプリング処理等のアナログ信号処理を行うアナログ信号処理部６と、このアナログ信号処理部６から出力されたＲＧＢの色信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路７とを備え、これらはシステム制御部１１によって制御される。
【００２４】
更に、このデジタルカメラの電気制御系は、メインメモリ１６と、メインメモリ１６に接続されたメモリ制御部１５と、補間演算やガンマ補正演算，ＲＧＢ／ＹＣ変換処理等を行って画像データを生成するデジタル信号処理部１７と、デジタル信号処理部１７で生成された画像データをＪＰＥＧ形式に圧縮したり圧縮画像データを伸張したりする圧縮伸張処理部１８と、測光データを積算しデジタル信号処理部１７が行うホワイトバランス補正のゲインを求める積算部１９と、着脱自在の記録媒体２１が接続される外部メモリ制御部２０と、カメラ背面等に搭載された液晶表示部２３が接続される表示制御部２２とを備え、これらは、制御バス２４及びデータバス２５によって相互に接続され、システム制御部１１からの指令によって制御される。
【００２５】
図２は、固体撮像素子５の平面模式図である。
固体撮像素子５は、半導体基板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１０１と、多数の光電変換素子１０１の各々で発生した電荷を垂直方向に転送する複数の垂直電荷転送路１０２（図２にでは１つだけ図示）と、複数の垂直電荷転送路１０２の各々を転送されてきた電荷を一時的に蓄積するラインメモリ１０５と、ラインメモリ１０５から出力された電荷を水平方向に転送する水平電荷転送部（ＨＣＣＤ）１０３と、ＨＣＣＤ１０３を転送されてきた電荷に応じた信号を出力する出力部１０４とを含んで構成される。
【００２６】
多数の光電変換素子１０１は、水平方向に並ぶｎ個（ｎは２以上の自然数）の光電変換素子１０１からなる光電変換素子行を垂直方向にｍ（ｍは１以上の自然数）個配列した構成、又は、垂直方向に並ぶｍ個の光電変換素子１０１からなる光電変換素子列を水平方向にｎ個配列した構成となっている。奇数番目の光電変換素子行は、偶数番目の光電変換素子行に対して、各光電変換素子行の光電変換素子配列ピッチの略１／２だけ水平方向にずらして配置された、所謂、ハニカム配列となっている。
【００２７】
奇数番目の光電変換素子行は、緑色の波長域の光を検出する光電変換素子１０１（以下、Ｇ光電変換素子１０１という。図２では符号Ｇを記した）を水平方向に配列した行である。
【００２８】
偶数番目の光電変換素子行には、青色の波長域の光を検出する光電変換素子１０１（以下、Ｂ光電変換素子１０１という。図２では符号Ｂを記した）と、赤色の波長域の光を検出する光電変換素子１０１（以下、Ｒ光電変換素子１０１という。図２では符号Ｒを記した）を、Ｂ光電変換素子１０１を先頭にして水平方向に交互に配列したＢＲ光電変換素子行と、Ｒ光電変換素子１０１を先頭にして水平方向に交互に配列したＲＢ光電変換素子行とが含まれ、これら２つの行が垂直方向に交互に配列されている。
【００２９】
各光電変換素子列には１つの垂直電荷転送路１０２が対応して設けられている。各垂直電荷転送路１０２には、ここに対応する光電変換素子列に含まれるｍ個の光電変換素子１０１から電荷が読み出されるようになっている。垂直電荷転送路１０２は、各光電変換素子列の側部に、光電変換素子１０１を避けるように垂直方向に蛇行して形成されている。
【００３０】
各光電変換素子列とそれに対応する垂直電荷転送路１０２との間には、図中に矢印で模式的に示した電荷読み出し領域１０５が形成されており、この電荷読み出し領域１０５を介して、露光期間中に光電変換素子１０１で発生した電荷が、垂直電荷転送路１０２に読み出される。
【００３１】
半導体基板表面上の水平方向には、各光電変換素子１０１を避けるように蛇行して垂直転送電極Ｖ１，Ｖ２，…，Ｖ８が敷設されている。垂直電荷転送路１０２は、その上に設けられ垂直方向に配置される垂直転送電極Ｖ１〜Ｖ８に、撮像素子駆動部１０から出力される転送パルスが印加されることで駆動される。
【００３２】
垂直転送電極Ｖ１〜Ｖ８に印加する転送パルスは、ハイ（Ｈ）レベルとミドル（Ｍ）レベルとロー（Ｌ）レベルの３つのレベルをとることができる。Ｈレベルの転送パルスは、光電変換素子１０１から垂直電荷転送路１０２へ電荷を読み出すための読み出しパルスとなる。
【００３３】
垂直転送電極Ｖ３は、ＢＲ光電変換素子行に対応して、ＢＲ光電変換素子行の上側部に配置されている。
【００３４】
垂直転送電極Ｖ４は、ＢＲ光電変換素子行に対応して、ＢＲ光電変換素子行の下側部に配置されている。垂直転送電極Ｖ４は、ＢＲ光電変換素子行の各光電変換素子１０１と、それに対応する垂直電荷転送路１０２との間にある電荷読み出し領域１０５とも重なっており、撮像素子駆動部１０から垂直転送電極Ｖ４に読み出しパルスを印加することで、ＢＲ光電変換素子行に含まれる各光電変換素子１０１で発生した電荷を、各光電変換素子１０１に対応する垂直電荷転送路１０２に読み出すことができる。
【００３５】
垂直転送電極Ｖ７は、ＲＢ光電変換素子行に対応して、ＲＢ光電変換素子行の上側部に配置されている。
【００３６】
垂直転送電極Ｖ８は、ＲＢ光電変換素子行に対応して、ＲＢ光電変換素子行の下側部に配置されている。垂直転送電極Ｖ８は、ＲＢ光電変換素子行の各光電変換素子１０１と、それに対応する垂直電荷転送路１０２との間にある電荷読み出し領域１０５とも重なっており、撮像素子駆動部１０から垂直転送電極Ｖ８に読み出しパルスを印加することで、ＲＢ光電変換素子行に含まれる各光電変換素子１０１で発生した電荷を、各光電変換素子１０１に対応する垂直電荷転送路１０２に読み出すことができる。
【００３７】
垂直転送電極Ｖ５は、奇数番目の光電変換素子行のうちの垂直転送電極Ｖ４と垂直転送電極Ｖ７の間に配置される光電変換素子行に対応して、この光電変換素子行の上側部に配置されている。
【００３８】
垂直転送電極Ｖ６は、奇数番目の光電変換素子行のうちの垂直転送電極Ｖ４と垂直転送電極Ｖ７の間に配置される光電変換素子行に対応して、この光電変換素子行の下側部に配置されている。垂直転送電極Ｖ６は、この光電変換素子行の各光電変換素子１０１と、それに対応する垂直電荷転送路１０２との間にある電荷読み出し領域１０５とも重なっており、撮像素子駆動部１０から垂直転送電極Ｖ６に読み出しパルスを印加することで、この光電変換素子行に含まれる各光電変換素子１０１で発生した電荷を、各光電変換素子１０１に対応する垂直電荷転送路１０２に読み出すことができる。
【００３９】
垂直転送電極Ｖ１は、奇数番目の光電変換素子行のうちの垂直転送電極Ｖ３と垂直転送電極Ｖ８の間に配置される光電変換素子行に対応して、この光電変換素子行の上側部に配置されている。
【００４０】
垂直転送電極Ｖ２は、奇数番目の光電変換素子行のうちの垂直転送電極Ｖ３と垂直転送電極Ｖ８の間に配置される光電変換素子行に対応して、この光電変換素子行の下側部に配置されている。垂直転送電極Ｖ２は、この光電変換素子行の各光電変換素子１０１と、それに対応する垂直電荷転送路１０２との間にある電荷読み出し領域１０５とも重なっており、撮像素子駆動部１０から垂直転送電極Ｖ２に読み出しパルスを印加することで、この光電変換素子行に含まれる各光電変換素子１０１で発生した電荷を、各光電変換素子１０１に対応する垂直電荷転送路１０２に読み出すことができる。
【００４１】
ラインメモリ１０５は、各ＶＣＣＤ１０２に対応するｎ個の電荷蓄積領域とその上方に設けられた駆動電極とで構成され、各電荷蓄積領域には、これに対応するＶＣＣＤ１０２から転送された電荷が一時的に蓄積される。ラインメモリ１０５の駆動電極には、撮像素子駆動部１０から出力される駆動パルスφＬＭが供給され、ラインメモリ１０５は、この駆動パルスφＬＭによって駆動される。
【００４２】
尚、「垂直」「水平」という用語を使用して説明したが、これは、半導体基板表面に沿う「１方向」「この１方向に対して略直角の方向」という意味である。
【００４３】
撮像素子駆動部１０は、光電変換素子１０１で発生した電荷を、インパクトイオン化現象を利用して増倍させて読み出す電荷増倍駆動モードで固体撮像素子５を駆動可能である。
【００４４】
電荷増倍駆動モード時、撮像素子駆動部１０は、読み出し対象となる光電変換素子１０１で発生した電荷を、その光電変換素子１０１に対応する垂直電荷転送路１０２に読み出す際、電荷読出し領域１０５への読み出しパルスの供給を複数回行って、垂直電荷転送路１０２に形成した電荷蓄積パケットに電荷を複数回に分けて読み出す駆動を行う。以下では、静止画撮影時に４フィールドに分けて全ての光電変換素子１０１から電荷を読み出す場合を例にして、電荷増倍駆動モード時の撮像素子駆動部１０の動作を説明する。
【００４５】
図３は、第一実施形態の固体撮像素子５の電荷増倍駆動モード時の１フィールド目の動作を説明するための図である。図３において、Ｔ１〜Ｔ１０は時刻を示し、Ｔ１〜Ｔ１０の各々の下に図示された図は、図２に示す固体撮像素子５の光電変換素子列のうち、Ｇ光電変換素子１０１が並ぶ光電変換素子列の一部を拡大したものであり、各時刻での垂直電荷転送路１０２の状態を示した図である。図３において図２と同じ構成には同一符号を付してある。図４は、図３に示した各時刻における垂直転送電極Ｖ１〜Ｖ８の波形を示した図である。
【００４６】
露光期間中、垂直転送電極Ｖ１〜V８にはＬレベルの転送パルスが印加されているものとする。露光期間終了後、撮像素子駆動部１０は、垂直転送電極Ｖ８，Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３にＭレベルの転送パルスを印加して、電荷転送チャネルに４つの電荷蓄積パケットを形成し、その後、垂直転送電極Ｖ２に読み出しパルスを印加して、この４つの電荷蓄積パケットに電荷を読み出す（時刻Ｔ１）。ここでは、４つの電荷蓄積パケットを形成しているが、ここで形成する電荷蓄積パケットの数は、読み出し対象となる光電変換素子１０１に蓄積可能な最大電荷量の電荷を転送するために最低限必要な数とすれば良い。つまり、電荷蓄積パケットの総容量が、読み出し対象となる光電変換素子１０１に蓄積可能な最大電荷量と同じであれば良い。尚、読み出し対象となる光電変換素子１０１に蓄積可能な最大電荷量の電荷を、１回の読み出し動作で垂直電荷転送路１０２に全て読み出すことを可能とする読み出しパルスの印加期間を“１”とすると、時刻Ｔ１における読み出しパルスの印加期間は、“１”よりも短い期間、例えば１／３とする。
【００４７】
次に、撮像素子駆動部１０は、垂直転送電極Ｖ８にＬレベル、垂直転送電極Ｖ４〜Ｖ６にＭレベルの転送パルスを印加し（時刻Ｔ２）、その後、垂直転送電極Ｖ１〜Ｖ４にＬレベルの転送パルスを印加して、時刻Ｔ１で読み出した電荷を垂直方向に転送する（時刻Ｔ３）。
【００４８】
次に、撮像素子駆動部１０は、垂直転送電極Ｖ８，Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３にＭレベルの転送パルスを印加して、電荷転送チャネルに４つの電荷蓄積パケットを形成する（時刻Ｔ４）。その後、垂直転送電極Ｖ２に読み出しパルスを印加して、この４つの電荷蓄積パケットに電荷を読み出す（時刻Ｔ５）。時刻Ｔ５における読み出しパルスの印加時間は、時刻Ｔ１のときよりも長く且つ“１”よりも短い期間、例えば１／２とする。
【００４９】
次に、撮像素子駆動部１０は、垂直転送電極Ｖ８にＬレベル、垂直転送電極Ｖ４にＭレベルの転送パルスを印加し（時刻Ｔ６）、その後、垂直転送電極Ｖ１〜Ｖ４にＬレベルの転送パルスを印加して、時刻Ｔ５で読み出した電荷を垂直方向に転送する（時刻Ｔ７）。
【００５０】
次に、撮像素子駆動部１０は、垂直転送電極Ｖ８，Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３にＭレベルの転送パルスを印加して、電荷転送チャネルに４つの電荷蓄積パケットを形成する（時刻Ｔ８）。その後、垂直転送電極Ｖ２に読み出しパルスを印加して、この４つの電荷蓄積パケットに電荷を読み出す（時刻Ｔ９）。時刻Ｔ９における読み出しパルスの印加時間は、時刻Ｔ５のときよりも長い期間、例えば１とする。
【００５１】
次に、撮像素子駆動部１０は、垂直転送電極Ｖ８にＬレベル、垂直転送電極Ｖ４にＭレベルの転送パルスを印加して、時刻Ｔ９で読み出した電荷と、垂直転送電極Ｖ５，Ｖ６下にある時刻Ｔ１，Ｔ５で読み出した電荷とを混合する（時刻Ｔ１０）。そして、その後は、垂直転送電極Ｖ１〜Ｖ８に所定パターンの転送パルスを印加することで、読み出した電荷を垂直方向に順次転送する。
【００５２】
このように、光電変換素子１０１からの電荷の読み出しを３回に分けて行うと共に、その３回の電荷読み出し時に垂直電荷転送路１０２に形成される電荷蓄積パケットが常に空の状態となるようにすることで、多数の電子からなる電荷を１回で読み出す場合に比べて、該多数の電子の各々が移動する際の電位差（電子が最初にあった位置の電位と、移動後の位置の電位との差）の平均を大きくすることができる。この結果、インパクトイオン化現象を発生させることができ、電荷を増倍することができる。
【００５３】
この駆動方法では、電荷を３回に分けて読み出す必要があるため、１回目の電荷読み出し時に、読み出しパルスの印加時間を“１”としてしまうと、その時点で、光電変換素子１０１に蓄積されている全ての電荷が読み出されてしまい、２回目、３回目の電荷読み出し時には電荷が移動せず、電荷増倍効果を得られない可能性がある。本実施形態では、３回の電荷読み出しの各々における読み出しパルスの印加時間を、１回目と２回目では“１”よりも短くし、最後の読み出しでは“１”としている、つまり、最後の読み出し以外の読み出し時の読み出しパルスの印加時間を、最後の読み出し時のそれよりも短くしている。このため、次の電荷読み出し時に、光電変換素子１０１に電荷が残らないという状況を確実に防ぐことができる。又、最後の読み出し時には全ての電荷が読み出せるだけの時間、読み出しパルスが印加されるため、光電変換素子１０１に蓄積された全ての電荷をもれなく読み出すことができる。
【００５４】
又、電荷を出力部１０４で信号に変換してから増幅する方法では、電荷に含まれるノイズ成分も増幅されるため、Ｓ／Ｎが劣化してしまうが、本駆動方法によれば、インパクトイオン化現象を利用して電荷増倍を行っているため、Ｓ／Ｎ劣化を防ぐことができる。
【００５５】
尚、ここでは電荷の読み出しを３回に分けて行うものとしたが、３回に限らず、２回以上であれば効果を得ることができる。電荷の読み出しの回数を変えることで、電荷の増倍率を調整することも可能であるため、このことを利用して撮影ＩＳＯ感度を変更することも可能である。例えば、内部メモリに、複数の撮影ＩＳＯ感度の各々に応じた読み出し回数の情報を記憶しておき、撮像素子駆動部１０が、設定された撮影ＩＳＯ感度に応じた読み出し回数で固体撮像素子５を駆動するようにすれば良い。
【００５６】
又、高輝度の被写体を撮影するときに上述した電荷増倍駆動モードで駆動を行ってしまうと、電荷増倍による感度のばらつき、即ち、固定パターンノイズが発生してしまう。このため、電荷増倍駆動モードで常に固体撮像素子５を駆動することは好ましくない。そこで、本実施形態では、撮像素子駆動部１０が、撮影ＩＳＯ感度が所定値より低い場合は、光電変換素子１０１から１回で電荷を読み出す公知の駆動を行い、撮影ＩＳＯ感度が所定値より高い場合は、設定された撮影ＩＳＯ感度に応じて、上述した電荷増倍駆動モードで駆動を行うようにすることで、固定パターンのノイズの発生を抑えることができる。
【００５７】
（第二実施形態）
第一実施形態で説明した電荷増倍駆動モードでは、電荷を複数回に分けて読み出すため、１回の電荷読み出し時に垂直電荷転送路１０２に形成する電荷蓄積パケットの容量を、読み出し対象となる光電変換素子１０１に蓄積可能な最大電荷量より小さくしても問題はない。例えば、３回の電荷読み出し時の各々で垂直電荷転送路１０２に読み出される最大電荷量が、２つの電荷蓄積パケットの総容量と同じであるとすると、図３の時刻Ｔ１，Ｔ５，Ｔ９において、垂直転送電極Ｖ３，Ｖ８に印加する転送パルスをＬレベルとしても問題はない。
【００５８】
図５は、ある光電変換素子とそこから電荷が読み出される垂直電荷転送路とのポテンシャルを示した図である。
光電変換素子１０１のポテンシャルは、その周辺のポテンシャルが低いほど、その低いポテンシャルに引っ張られて、表面電位が上昇することが知られている。例えば、図３の時刻Ｔ１，Ｔ５，Ｔ９において、垂直転送電極Ｖ３，Ｖ８に相殺パルス（Ｌレベルの転送パルス）を印加して電荷蓄積パケットを４つから２つに減らすと、光電変換素子１０１周辺でポテンシャルが低くなる部分が増加するため、光電変換素子１０１のポテンシャルは、図５の破線で示すように表面電位が上昇する。相殺パルスを印加した状態で、垂直転送電極Ｖ２に読み出しパルスを印加すると、図５に示すように、相殺パルスを印加しない場合に比べ、光電変換素子１０１に蓄積された電荷が移動する際の電位差が大きくなる。このため、電荷増倍効果が得られ、相殺パルスを印加しない場合に比べて増倍率を大きくすることが可能となる。相殺パルスに起因する増倍率は、相殺パルスを印加する電極数が多い程、即ち電荷蓄積パケットの数が少ない程、大きくなる。
【００５９】
本実施形態では、第一実施形態で説明した電荷を複数回に分けて読み出す方法と、相殺パルスを印加する方法とを組み合わせて、電荷の増倍率を大きくする駆動を、撮像素子駆動部１０が行うものとしている。以下、電荷を複数回に分けて読み出す方法と相殺パルスを印加する方法とを組み合わせた駆動方法について説明する。以下では、静止画撮影時に４フィールドに分けて全ての光電変換素子１０１から電荷を読み出す場合を例にして、電荷増倍駆動モード時の撮像素子駆動部１０の動作を説明する。
【００６０】
図６は、第二実施形態の固体撮像素子の電荷増倍駆動モード時の１フィールド目の動作を説明するための図である。図６において、Ｔ１〜Ｔ１０は時刻を示し、Ｔ１〜Ｔ１０の各々の下に図示された図は、図２に示す固体撮像素子５の光電変換素子列のうち、Ｇ光電変換素子１０１が並ぶ光電変換素子列の一部を拡大したものであり、各時刻での垂直電荷転送路１０２の状態を示した図である。図６において図２と同じ構成には同一符号を付してある。図７は、図６に示した各時刻における垂直転送電極Ｖ１〜Ｖ８の波形を示した図である。
【００６１】
図６において図３と異なる点は、時刻Ｔ１，Ｔ５，Ｔ９において、読み出しパルスを印加する前に、垂直転送電極Ｖ３，Ｖ８に相殺パルス（Ｌレベルの転送パルス）を印加して、ここで形成する電荷蓄積パケットの数を４つから２つに減らした点である。それ以外の動作は第一実施形態と同様である。
【００６２】
このような駆動方法によれば、電荷を複数回に分けて読み出すことによって得られる電荷増倍効果に加え、相殺パルスを印加したことによる電荷増倍効果を得ることができるため、第一実施形態の駆動方法に比べて電荷増倍率を大きくすることができる。又、電荷の読み出し回数（＝２以上の自然数）と、相殺パルスを印加する電極数（＝０以上の自然数）との組み合わせで電荷増倍率を決めることができるため、第一実施形態よりも細かい電荷増倍率の設定が可能となる。
【００６３】
尚、本駆動方法によれば、電荷の読み出し回数と、電荷読み出し時に形成する電荷蓄積パケットの数との組み合わせで電荷の増倍率が決まるため、この組み合わせを変えることで、撮影ＩＳＯ感度を変更することが可能である。撮影ＩＳＯ感度が設定された場合、撮像素子駆動部１０は、電荷の読み出し回数と電荷蓄積パケットの数を、設定された撮影ＩＳＯ感度に応じて変更するようにすれば良い。
【００６４】
又、本実施形態では、撮像素子駆動部１０が、電荷増倍駆動モード時に、電荷を複数回に分けて読み出す駆動方法と、相殺パルスを印加する駆動方法とを組み合わせて実行するものとしたが、もちろん、相殺パルスを印加する駆動方法のみを実行するようにしても、電荷増倍効果を得ることは可能である。この場合は、撮像素子駆動部１０が、光電変換素子１０１から１回で電荷を読み出す公知の駆動を行うものとし、この駆動時に形成する電荷蓄積パケットの数を、設定された撮影ＩＳＯ感度に必要な増倍率が得られるだけの数に設定して、固体撮像素子５を駆動するようにすれば良い。
【００６５】
相殺パルスを印加する駆動方法のみを実行する場合でも、この駆動方法を高輝度の被写体を撮影するときに実行してしまうと、固定パターンノイズが発生してしまう。そこで、この場合でも、撮像素子駆動部１０が、撮影ＩＳＯ感度が所定値より低い場合は、相殺パルスを印加しない公知の駆動を行い、撮影ＩＳＯ感度が所定値より高い場合は、設定された撮影ＩＳＯ感度に応じて、相殺パルスを印加する電極数を設定した駆動を行うようにすることで、固定パターンのノイズの発生を抑えることができる。
【００６６】
（第三実施形態）
第一実施形態と第二実施形態では、固体撮像素子５の光電変換素子１０１の配列がハニカム配列である例を説明したが、本発明は、光電変換素子１０１の配列が正方配列である場合でも、もちろん適用可能である。本実施形態では、固体撮像素子５を正方配列型にしたものに、本発明の電荷増倍駆動方法を適用した場合について説明する。
【００６７】
図８は、第三実施形態の固体撮像素子の平面模式図である。
図８に示す固体撮像素子は、半導体基板５０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５１を備える。多数の光電変換素子５１は、水平方向に並ぶｎ個（ｎは２以上の自然数）の光電変換素子５１からなる光電変換素子行を垂直方向にｍ（ｍは１以上の自然数）個配列した構成、又は、垂直方向に並ぶｍ個の光電変換素子５１からなる光電変換素子列を水平方向にｎ個配列した構成となっている。
【００６８】
奇数番目の光電変換素子行は、緑色の波長域の光を検出するＧ光電変換素子５１と、青色の波長域の光を検出するＢ光電変換素子５１とを交互に配列したものとなっている。偶数番目の光電変換素子行は、赤色の波長域の光を検出するＲ光電変換素子５１と、Ｇ光電変換素子５１とを交互に配列したものとなっている。
【００６９】
各光電変換素子列の側部には、各光電変換素子列に対応して垂直電荷転送路５２が形成されている。垂直電荷転送路５２は、それに対応する光電変換素子列の光電変換素子５１で発生した電荷を垂直方向に転送する。
【００７０】
各光電変換素子列の光電変換素子５１とそれ対応する垂直電荷転送路５２との間には、光電変換素子５１で発生した電荷をそれに対応する垂直電荷転送路５２に読み出すための電荷読み出し領域５３が設けられている。
【００７１】
半導体基板５０表面上の水平方向には、各光電変換素子５１を避けるように図示しない垂直転送電極Ｖ１，Ｖ２，…，Ｖ８が敷設されている。垂直電荷転送路５２は、その上に設けられ垂直方向に配置される垂直転送電極Ｖ１〜Ｖ８に、撮像素子駆動部１０から出力される転送パルスが印加されることで駆動される。垂直転送電極Ｖ１〜Ｖ４は、奇数番目の光電変換素子行の光電変換素子５１に対応し、垂直転送電極Ｖ５〜Ｖ８は、偶数番目の光電変換素子行の光電変換素子５１に対応している。
【００７２】
垂直転送電極Ｖ１は、奇数番目の光電変換素子行の光電変換素子５１とそれに対応する垂直電荷転送路５２との間の電荷読み出し領域５３とも重なっており、垂直転送電極Ｖ１に読み出しパルスを印加することで、奇数番目の光電変換素子行の光電変換素子５１で発生した電荷を、その光電変換素子５１に対応する垂直電荷転送路５２に読み出すことができる。
【００７３】
垂直転送電極Ｖ５は、偶数番目の光電変換素子行の光電変換素子５１とそれに対応する垂直電荷転送路５２との間の電荷読み出し領域５３とも重なっており、垂直転送電極Ｖ５に読み出しパルスを印加することで、偶数番目の光電変換素子行の光電変換素子５１で発生した電荷を、その光電変換素子５１に対応する垂直電荷転送路５２に読み出すことができる。
【００７４】
次に、電荷増倍駆動モード時の撮像素子駆動部１０の動作について説明する。以下では、静止画撮影時に２フィールドに分けて全ての光電変換素子５１から電荷を読み出す場合を例にして、電荷増倍駆動モード時の撮像素子駆動部１０の動作を説明する。
【００７５】
図９は、第三実施形態の固体撮像素子の１フィールド目における動作を説明するための図である。図９において、Ｔ１〜Ｔ１０は時刻を示し、Ｔ１〜Ｔ１０の各々の下に図示された図は、図８に示す固体撮像素子の光電変換素子列のうち、Ｇ光電変換素子５１とＲ光電変換素子５１が並ぶ光電変換素子列の一部を拡大したものであり、各時刻での垂直電荷転送路５２の状態を示した図である。図９において図８と同じ構成には同一符号を付してある。図１０は、図９に示した各時刻における垂直転送電極Ｖ１〜Ｖ８の波形を示した図である。
【００７６】
露光期間中、垂直転送電極Ｖ１〜Ｖ８にはＬレベルの転送パルスが印加されているものとする。露光期間終了後、撮像素子駆動部１０は、垂直転送電極Ｖ８，Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３にＭレベルの転送パルスを印加して、電荷転送チャネルに４つの電荷蓄積パケットを形成し、その後、垂直転送電極Ｖ１に読み出しパルスを印加して、この４つの電荷蓄積パケットに電荷を読み出す（時刻Ｔ１）。ここでは、４つの電荷蓄積パケットを形成しているが、ここで形成する電荷蓄積パケットの数は、読み出し対象となる光電変換素子５１に蓄積可能な最大電荷量の電荷を転送するために最低限必要な数とすれば良い。つまり、電荷蓄積パケットの総容量が、読み出し対象となる光電変換素子５１に蓄積可能な最大電荷量と同じであれば良い。尚、読み出し対象となる光電変換素子５１に蓄積可能な最大電荷量の電荷を、１回の読み出し動作で垂直電荷転送路５２に全て読み出すことを可能とする読み出しパルスの供給期間を“１”とすると、時刻Ｔ１における読み出しパルスの印加期間は、“１”よりも短い期間、例えば１／３とする。
【００７７】
次に、撮像素子駆動部１０は、垂直転送電極Ｖ４〜Ｖ６にＭレベルの転送パルスを印加し（時刻Ｔ２）、その後、垂直転送電極Ｖ１〜Ｖ４，Ｖ８にＬレベルの転送パルスを印加して、時刻Ｔ１で読み出した電荷を垂直方向に転送する（時刻Ｔ３）。
【００７８】
次に、撮像素子駆動部１０は、垂直転送電極Ｖ８，Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３にＭレベルの転送パルスを印加して、電荷転送チャネルに４つの電荷蓄積パケットを形成する（時刻Ｔ４）。その後、垂直転送電極Ｖ１に読み出しパルスを印加して、この４つの電荷蓄積パケットに電荷を読み出す（時刻Ｔ５）。時刻Ｔ５における読み出しパルスの印加時間は、時刻Ｔ１のときよりも長く且つ“１”よりも短い期間、例えば１／２とする。
【００７９】
次に、撮像素子駆動部１０は、垂直転送電極Ｖ４にＭレベルの転送パルスを印加し（時刻Ｔ６）、その後、垂直転送電極Ｖ１〜Ｖ４，Ｖ８にＬレベルの転送パルスを印加して、時刻Ｔ５で読み出した電荷を垂直方向に転送する（時刻Ｔ７）。
【００８０】
次に、撮像素子駆動部１０は、垂直転送電極Ｖ８，Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３にＭレベルの転送パルスを印加して、電荷転送チャネルに４つの電荷蓄積パケットを形成する（時刻Ｔ８）。その後、垂直転送電極Ｖ１に読み出しパルスを印加して、この４つの電荷蓄積パケットに電荷を読み出す（時刻Ｔ９）。時刻Ｔ９における読み出しパルスの印加時間は、時刻Ｔ５のときよりも長い期間、例えば“１”とする。
【００８１】
次に、撮像素子駆動部１０は、垂直転送電極Ｖ４にＭレベルの転送パルスを印加して、時刻Ｔ９で読み出した電荷と、垂直転送電極Ｖ５，Ｖ６下にある時刻Ｔ１，Ｔ５で読み出した電荷とを混合する（時刻Ｔ１０）。そして、その後は、垂直転送電極Ｖ１〜Ｖ８に所定パターンの転送パルスを印加することで、読み出した電荷を垂直方向に順次転送する。
【００８２】
このように、固体撮像素子が正方配列型であっても、本発明を適用可能である。
【００８３】
（第四実施形態）
第四実施形態では、第三実施形態の駆動方法に相殺パルスを印加する方法を組み合わせた駆動方法を説明する。
【００８４】
図１１は、第四実施形態の固体撮像素子の１フィールド目における動作を説明するための図である。図１１において、Ｔ１〜Ｔ１０は時刻を示し、Ｔ１〜Ｔ１０の各々の下に図示された図は、図８に示す固体撮像素子の光電変換素子列のうち、Ｇ光電変換素子５１とＲ光電変換素子５１とが並ぶ光電変換素子列の一部を拡大したものであり、各時刻での垂直電荷転送路５２の状態を示した図である。図１１において図８と同じ構成には同一符号を付してある。図１２は、図１１に示した各時刻における垂直転送電極Ｖ１〜Ｖ８の波形を示した図である。
【００８５】
図１１において図９と異なる点は、時刻Ｔ１，Ｔ５，Ｔ９において、読み出しパルスを印加する前に、垂直転送電極Ｖ３，Ｖ８に相殺パルス（Ｌレベルの転送パルス）を印加して、ここで形成する電荷蓄積パケットの数を４つから２つに減らした点である。それ以外の動作は第三実施形態と同様である。このように、固体撮像素子が正方配列型であっても、本発明を適用可能である。
【００８６】
（第五実施形態）
本実施形態では、第一実施形態〜第四実施形態において、固体撮像素子の構成を、異なる波長域の光を検出する光電変換素子毎に独立に電荷を読み出せるものとし、異なる波長域の光を検出する光電変換素子毎で、電荷増倍率を独立に制御できるようにした例について説明する。
【００８７】
図１３は、第五実施形態の固体撮像素子の平面模式図である。図１３において図８と同じ構成には同一符号を付してある。
図１３に示す固体撮像素子では、多数の光電変換素子５１の配列を、Ｒ光電変換素子５１が水平方向に配列されたＲ光電変換素子行と、Ｇ光電変換素子５１が水平方向に配列されたＧ光電変換素子行と、Ｂ光電変換素子５１が水平方向に配列されたＢ光電変換素子行とをこの順に垂直方向に並べたパターンを垂直方向に繰り返し配列したものとしている。
【００８８】
又、Ｒ光電変換素子５１に隣接する電荷読み出し領域５３と、Ｇ光電変換素子５１に隣接する電荷読み出し領域５３と、Ｂ光電変換素子５１に隣接する電荷読み出し領域５３とは、それぞれ独立に読み出しパルスを印加できるように、垂直転送電極が設けられている。
【００８９】
このような構成の固体撮像素子では、電荷増倍駆動モード時、撮像素子駆動部１０が、１フィールド目でＲ光電変換素子５１から電荷を読み出し、２フィールド目でＧ光電変換素子５１から電荷を読み出し、３フィールド目でＢ光電変換素子５１から電荷を読み出して、全ての光電変換素子５１から電荷を読み出すようにする。各フィールドにおける駆動方法は、第一実施形態や第二実施形態で説明した方法を採用する。そして、電荷増倍率（電荷の読み出し回数、又は、電荷の読み出し回数及び相殺パルスを印加する電極数の組み合わせ）を各フィールドで独立に制御する。例えば、ある撮影条件において、感度が落ちる光電変換素子５１と感度が上がる光電変換素子５１とがあった場合には、感度が落ちる光電変換素子５１から電荷を読み出すフィールド時の電荷増倍率を相対的に高くし、感度が上がる光電変換素子５１から電荷を読み出すフィールド時の電荷増倍率を相対的に低くするといった駆動を行う。
【００９０】
図１４は、第五実施形態の固体撮像素子の駆動方法を説明するためのフローチャートである。
撮影モードに設定され、事前撮像によって得られた画像データや受光部１３からの測光データによって、積算部１９により被写体の色温度が算出される（ステップＳ１）。システム制御部１１は、検出された色温度が第一の所定値（例えば２５００Ｋ）よりも小さい場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）、この場合は、Ｂ光電変換素子５１の感度がＲ光電変換素子５１の感度に比べて低くなるため、Ｂ光電変換素子５１の電荷増倍率をＲ光電変換素子５１の電荷増倍率よりも大きくするような駆動パターン１で固体撮像素子を駆動するように撮像素子駆動部１０に指示を出す（ステップＳ３）。
【００９１】
一方、検出された色温度が第一の所定値（例えば２５００Ｋ）よりも大きい場合（ステップＳ２：ＮＯ）、更に色温度が第二の所定値（例えば９０００Ｋ）よりも大きいか否かが判定される（ステップＳ４）。色温度が第二の所定値よりも大きい場合（ステップＳ４：ＹＥＳ）、この場合は、Ｒ光電変換素子５１の感度がＢ光電変換素子５１の感度に比べて低くなるため、Ｒ光電変換素子５１の電荷増倍率をＢ光電変換素子５１の電荷増倍率よりも大きくするような駆動パターン２で固体撮像素子を駆動するように撮像素子駆動部１０に指示を出す（ステップＳ５）。色温度が第二の所定値よりも小さい場合（ステップＳ４：ＮＯ）は、Ｒ光電変換素子５１とＧ光電変換素子５１とＢ光電変換素子５１とで電荷増倍率を同一とした駆動パターン３で固体撮像素子を駆動するように撮像素子駆動部１０に指示を出す（ステップＳ６）。
【００９２】
ステップＳ３，Ｓ５，Ｓ６の後で撮影指示がなされると、撮像素子駆動部１０はシステム制御部１１から指示された駆動パターンで固体撮像素子を駆動する（ステップＳ７）。
【００９３】
このように、異なる波長域の光を検出する光電変換素子毎で独立に電荷増倍率を制御することで、色温度が極端に低い場合や極端に高い場合に、感度が低くなる光電変換素子から得られる信号に高いゲインをかけてホワイトバランス調整を行う必要がなくなり、Ｓ／Ｎ劣化を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明の第一実施形態を説明するための撮像装置の一例であるデジタルカメラの概略構成を示す図
【図２】第一実施形態の固体撮像素子の平面模式図
【図３】第一実施形態の固体撮像素子の電荷増倍駆動モード時の１フィールド目の動作を説明するための図
【図４】第一実施形態の固体撮像素子の電荷増倍駆動モード時の１フィールド目における転送パルスのタイミングチャート
【図５】相殺パルスによる電荷増倍効果を説明するための図
【図６】第二実施形態の固体撮像素子の電荷増倍駆動モード時の１フィールド目の動作を説明するための図
【図７】第二実施形態の固体撮像素子の電荷増倍駆動モード時の１フィールド目における転送パルスのタイミングチャート
【図８】第三実施形態の固体撮像素子の平面模式図
【図９】第三実施形態の固体撮像素子の１フィールド目にける動作を説明するための図
【図１０】第三実施形態の固体撮像素子の電荷増倍駆動モード時の１フィールド目における転送パルスのタイミングチャート
【図１１】第四実施形態の固体撮像素子の１フィールド目にける動作を説明するための図
【図１２】第四実施形態の固体撮像素子の電荷増倍駆動モード時の１フィールド目における転送パルスのタイミングチャート
【図１３】第五実施形態の固体撮像素子の平面模式図
【図１４】第五実施形態の固体撮像素子の駆動方法を説明するためのフローチャート
【符号の説明】
【００９５】
５  固体撮像素子
１０１  光電変換素子
１０２  垂直電荷転送路
１０５  電荷読み出し領域
Ｖ１〜Ｖ８  垂直転送電極
【図１】
2008131331.tif 000003
【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】
2008131331.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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