(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリクス状に配列された感度の異なる複数の受光部と、垂直近隣の受光部から読み出された電荷を混合して転送する垂直転送部と、該垂直転送部より電荷が転送され、転送された電荷を水平方向に転送する水平転送部と、該水平転送部より電荷が転送され、転送された電荷を出力する出力部とを備えると共に、第１フィールド及び第２フィールドにおける電荷の読み出しの際、一方の読み出し電極電圧がハイレベルの時に他方の読み出し電極を含む他の電極電圧がローレベルとなる期間を有する固体撮像装置において、
前記受光部に蓄積された電荷の読み出し前に、後に読み出される受光部の電極電圧をミドルレベルに設定し、先に読み出される受光部の電極を含む他の電極電圧をローレベルに設定すると共に、
前記受光部から垂直転送部に読み出された電荷を順転送させるように電極電圧を印加した
ことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
マトリクス状に配列された感度の異なる複数の受光部と、垂直近隣の受光部から読み出された電荷を混合して転送する垂直転送部と、該垂直転送部より電荷が転送され、転送された電荷を水平方向に転送する水平転送部と、該水平転送部より電荷が転送され、転送された電荷を出力する出力部とを備えると共に、第１フィールド及び第２フィールドにおける電荷の読み出しの際、一方の読み出し電極電圧がハイレベルの時に他方の読み出し電極を含む他の電極電圧がローレベルとなる期間を与える固体撮像装置の駆動方法において、
前記受光部に蓄積された電荷の読み出し前に、後に読み出される受光部の電極電圧をミドルレベルに設定し、先に読み出される受光部の電極を含む他の電極電圧をローレベルに設定すると共に、
前記受光部から垂直転送部に読み出された電荷を順転送させるように電極電圧を印加する
ことを特徴とする固体撮像装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体撮像装置及び固体撮像装置の駆動方法に関する。詳しくは、第１フィールド及び第２フィールドにおける電荷の読み出しの際、一方の読み出し電極電圧がハイレベルの時に他方の読み出し電極を含む他の電極電圧がローレベルとなる期間を有する固体撮像装置及び固体撮像装置の駆動方法に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、固体撮像素子を用いた色分解手法の１つに、１枚の固体撮像素子上に配置した３色または４色のオンチップカラーフィルタで色分解する単板方式がある。
ここで、単板方式は、図９に示すようなＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）及びＢ（ブルー）の３色に色分解する原色系と、図１０に示すようなＣｙ（シアン）、Ｍｇ（マゼンダ）、Ｙｅ（イエロー）及びＧの４色に色分解する補色系とがあり、原色系は入射光の波長選択性が高く色再現性が良いが光の利用効率が低いのに対し、補色系は入射光の波長を広い範囲で有効に利用できるために光の利用効率を高くとることができる。
なお、図９は原色系の代表としてベイヤ型配列を、図１０は補色系の代表として色差順次型配列をそれぞれ示している。
【０００３】
上記補色系の色差順次型配列フィルタを用いたＣＣＤ（charge coupled device）固体撮像素子では、図１１に示すように第１フィールドと第２フィールドのそれぞれで画素混合がなされ、信号電荷が水平方向において読み出される。
即ち、ＣＣＤから出力された信号電荷は、図１１中符号Ａで示す第１フィールドにおけるｎラインではＹｅのフィルタを有する画素に蓄積された信号電荷量＋Ｍｇのフィルタを有する画素に蓄積された信号電荷量及びＣｙのフィルタを有する画素に蓄積された信号電荷量＋Ｇのフィルタを有する画素に蓄積された信号電荷量の各混合信号電荷量、図１１中符号Ｂで示す第１フィールドにおける（ｎ＋１）ラインではＹｅのフィルタを有する画素に蓄積された信号電荷量＋Ｇのフィルタを有する画素に蓄積された信号電荷量及びＣｙのフィルタを有する画素に蓄積された信号電荷量＋Ｍｇのフィルタを有する画素に蓄積された信号電荷量の各混合信号電荷量が読み出され、図１１中符号Ｃで示す第２フィールドにおけるｎ'ラインではＧのフィルタを有する画素に蓄積された信号電荷量＋Ｙｅのフィルタを有する画素に蓄積された信号電荷量及びＭｇのフィルタを有する画素に蓄積された信号電荷量＋Ｃｙのフィルタを有する画素に蓄積された信号電荷量の各混合信号電荷量、図１１中符号Ｄで示す第２フィールドにおける（ｎ＋１）'ラインではＭｇのフィルタを有する画素に蓄積された信号電荷量＋Ｙｅのフィルタを有する画素に蓄積された信号電荷量及びＧのフィルタを有する画素に蓄積された信号電荷量＋Ｃｙのフィルタを有する画素に蓄積された信号電荷量の各混合信号電荷量が読み出される。
【０００４】
図１２は補色系の色差順次型配列フィルタを用いた固体撮像素子におけるＧ，Ｙｅ，Ｍｇ，Ｙｅ列の任意画素についての垂直電極（Ｖ１）〜（Ｖ４）の配列構造（図１２に示す例では４相駆動）を示している。
【０００５】
ここで、図１３（ａ）は第１フィールドの読み出し時における各垂直電極（Ｖ１）〜（Ｖ４）に印加する従来の垂直転送クロックのタイミングチャートの一例を示し、図１３（ｂ）は第２フィールドの読み出し時における各垂直電極（Ｖ１）〜（Ｖ４）に印加する従来の垂直転送クロックのタイミングチャートの一例を示したものであり、垂直電極（Ｖ１）１０１には第１フィールドの読み出し時に図１３（ａ）中符号Ｅで示す動作タイミング、第２フィールドの読み出し時に図１３（ｂ）中符号Ｅで示す動作タイミングで垂直転送クロックを与え、垂直電極（Ｖ２）１０２には第１フィールドの読み出し時に図１３（ａ）中符号Ｆで示す動作タイミング、第２フィールドの読み出し時に図１３（ｂ）中符号Ｆで示す動作タイミングで垂直転送クロックを与え、垂直電極（Ｖ３）１０３には第１フィールドの読み出し時に図１３（ａ）中符号Ｇで示す動作タイミング、第２フィールドの読み出し時に図１３（ｂ）中符号Ｇで示す動作タイミングで垂直転送クロックを与え、垂直電極（Ｖ４）１０４には第１フィールドの読み出し時に図１３（ａ）中符号Ｈで示す動作タイミング、第２フィールド読み出し時に図１３（ｂ）中符号Ｈで示す動作タイミングで垂直転送クロックを与える。
【０００６】
また、図１４（ａ）は図１３（ａ）で示すタイミングで垂直転送クロックを垂直電極（Ｖ１）〜（Ｖ４）に印加した場合における電荷の転送状態を示す模式図であり、図１４（ｂ）は図１３（ｂ）で示すタイミングで垂直転送クロックを垂直電極（Ｖ１）〜（Ｖ４）に印加した場合における電荷の転送状態を示す模式図である。
なお、図１３（ａ）、図１３（ｂ）、図１４（ａ）及び図１４（ｂ）中符号（１）〜（１３）は従来の垂直転送クロックのタイミングの一例及び電荷の転送状態の説明の便宜を考慮して付したものである。
【０００７】
ここで示す従来の垂直転送クロックのタイミングチャートの一例では、垂直電極（Ｖ１）及び垂直電極（Ｖ３）が読み出し電極として構成され、垂直電極（Ｖ１）に印加する垂直転送クロックφＶ１及び垂直電極（Ｖ３）に印加する垂直転送クロックφＶ３は３値レベルをとる。即ち、ハイレベル（以下、Ｈレベルと言う）、ミドルレベル（以下、Ｍレベルと言う）及びローレベル（以下、Ｌレベルと言う）の３値をとり、Ｈレベルで信号電荷が読み出され、Ｍレベル及びＬレベルの２値で電荷の転送が行われる。これに対して垂直電極（Ｖ２）に印加する垂直転送クロックφＶ２及び垂直電極（Ｖ３）に印加する垂直転送クロックφＶ４はＭレベル及びＬレベルの２値をとり、これらにより電荷の転送が行われる。
【０００８】
ここで、第１フィールドの信号電荷の読み出し時には、先ず図１３（ａ）中符号（６）及び符号（７）で示すタイミングで垂直電極（Ｖ１）に隣接する画素の信号電荷を読み出し、次いで図１３（ａ）中符号（９）〜（１２）で示すタイミングで垂直電極（Ｖ３）に隣接する画素の信号電荷を読み出して混合し、垂直転送部及び水平転送部を介して出力部へ転送する。
一方、第２フィールドの信号電荷の読み出し時には、先ず図１３（ｂ）中符号（６）及び符号（７）で示すタイミングで垂直電極（Ｖ３）に隣接する画素の信号電荷を読み出し、次いで図１３（ｂ）中符号（９）〜（１２）で示すタイミングで垂直電極（Ｖ１）に隣接する画素の信号電荷を読み出して混合し、垂直転送部及び水平転送部を介して出力部へ転送する。
【０００９】
この際、第１フィールドでは、図１３（ａ）中符号（７）で示すように、垂直転送クロックφＶ１がＨレベルの時に垂直転送クロックφＶ２、垂直転送クロックφＶ３及び垂直転送クロックφＶ４が一定期間Ｌレベルとなると共に、図１３（ａ）中符号（１１）で示すように、垂直転送クロックφＶ３がＨレベルの時に垂直転送クロックφＶ１、垂直転送クロックφＶ２及び垂直転送クロックφＶ４が一定期間Ｌレベルとなるようなタイミングで各垂直電極に垂直転送クロックを印加することによって読み出し電圧を低減し、低消費電力化を図っている。
同様に、第２フィールドでは、図１３（ｂ）中符号（７）で示すように、垂直転送クロックφＶ３がＨレベルの時に垂直転送クロックφＶ１、垂直転送クロックφＶ２及び垂直転送クロックφＶ４が一定期間Ｌレベルとなると共に、図１３（ｂ）中符号（１１）で示すように、垂直転送クロックφＶ１がＨレベルの時に垂直転送クロックφＶ２、垂直転送クロックφＶ３及び垂直転送クロックφＶ４が一定期間Ｌレベルとなるようなタイミングで各垂直電極に垂直転送クロックを印加することによって読み出し電圧を低減し、低消費電力化を図っている。
【００１０】
また、図１５（ａ）は第１フィールドの読み出し時における各垂直電極（Ｖ１）〜（Ｖ４）に印加する従来の垂直転送クロックのタイミングチャートの他の一例を示し、図１５（ｂ）は第２フィールドの読み出し時における各垂直電極（Ｖ１）〜（Ｖ４）に印加する従来の垂直転送クロックのタイミングチャートの他の一例を示したものであり、垂直電極（Ｖ１）には第１フィールド読み出し時に図１５（ａ）中符号Ｉで示す動作タイミング、第２フィールドの読み出し時に図１５（ｂ）中符号Ｉで示す動作タイミングで垂直転送クロックを与え、垂直電極（Ｖ２）には第１フィールドの読み出し時に図１５（ａ）中符号Ｊで示す動作タイミング、第２フィールド読み出し時に図１５（ｂ）中符号Ｊで示す動作タイミングで垂直転送クロックを与え、垂直電極（Ｖ３）には第１フィールドの読み出し時に図１５（ａ）中符号Ｋで示す動作タイミング、第２フィールド読み出し時に図１５（ｂ）中符号Ｋで示す動作タイミングで垂直転送クロックを与え、垂直電極（Ｖ４）には第１フィールドの読み出し時に図１５（ａ）中符号Ｌで示す動作タイミング、第２フィールド読み出し時に図１５（ｂ）中符号Ｌで示す動作タイミングで垂直転送クロックを与える。
【００１１】
また、図１６（ａ）は図１５（ａ）で示すタイミングで垂直転送クロックを垂直電極（Ｖ１）〜（Ｖ４）に印加した場合における電荷の転送状態を示す模式図であり、図１６（ｂ）は図１５（ｂ）で示すタイミングで垂直転送クロックを垂直電極（Ｖ１）〜（Ｖ４）に印加した場合における電荷の転送状態を示す模式図である。
なお、図１５（ａ）、図１５（ｂ）、図１６（ａ）及び図１６（ｂ）中符号（１）〜（１２）は従来の垂直転送クロックのタイミングの他の一例及び電荷の転送状態の説明の便宜を考慮して付したものである。
【００１２】
ここで示す従来の垂直転送クロックのタイミングチャートの他の一例では、上記した従来の垂直転送クロックのタイミングチャートの一例と同様に垂直電極（Ｖ１）及び垂直電極（Ｖ３）が読み出し電極として構成され、垂直転送クロックφＶ１及び垂直転送クロックφＶ３は３値レベルをとり、Ｈレベルで信号電荷が読み出され、ＭレベルとＬレベルの２値で電荷の転送が行われる。
また、垂直転送クロックφＶ２及び垂直転送クロックφＶ４がＭレベル及びＬレベルの２値をとり、これらにより電荷の転送が行われる点も上記した従来の垂直転送クロックのタイミングチャートの一例と同様である。
【００１３】
ここで、第１フィールドの信号電荷の読み出し時には、先ず図１５（ａ）中符号（６）及び符号（７）で示すタイミングで垂直電極（Ｖ３）に隣接する画素の信号電荷を読み出し、次いで図１５（ａ）中符号（９）〜（１１）で示すタイミングで垂直電極（Ｖ１）に隣接する画素の信号電荷を読み出して混合し、垂直転送部及び水平転送部を介して出力部へ転送する。
一方、第２フィールドの信号電荷の読み出し時には、先ず図１５（ｂ）中符号（６）及び符号（７）で示すタイミングで垂直電極（Ｖ１）に隣接する画素の信号電荷を読み出し、次いで図１５（ｂ）中符号（９）〜（１１）で示すタイミングで垂直電極（Ｖ３）に隣接する画素の信号電荷を読み出して混合し、垂直転送部及び水平転送部を介して出力部へ転送する。
【００１４】
この際、第１フィールドでは、図１５（ａ）中符号（７）で示すように、垂直転送クロックφＶ３がＨレベルの時に垂直転送クロックφＶ１、垂直転送クロックφＶ２及び垂直転送クロックφＶ４が一定期間Ｌレベルとなると共に、図１５（ａ）中符号（１０）で示すように、垂直転送クロックφＶ１がＨレベルの時に垂直転送クロックφＶ２、垂直転送クロックφＶ３及び垂直転送クロックφＶ４が一定期間Ｌレベルとなるようなタイミングで各垂直電極に垂直転送クロックを印加することによって読み出し電圧を低減し、低消費電力化を図っている。
同様に、第２フィールドでは、図１５（ｂ）中符号（７）で示すように、垂直転送クロックφＶ１がＨレベルの時に垂直転送クロックφＶ２、垂直転送クロックφＶ３及び垂直転送クロックφＶ４が一定期間Ｌレベルとなると共に、図１５（ｂ）中符号（１０）で示すように、垂直転送クロックφＶ３がＨレベルの時に垂直転送クロックφＶ１、垂直転送クロックφＶ２及び垂直転送クロックφＶ４が一定期間Ｌレベルとなるようなタイミングで各垂直電極に垂直転送クロックを印加することによって読み出し電圧を低減し、低消費電力化を図っている。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の固体撮像装置の駆動方法では、第１フィールド及び第２フィールドの間で出力差が生じ、ＣＲＴ、ＬＣＤ等で出力される出力画面上での明暗のちらつきであるフリッカが発生するという問題がある。
【００１６】
以下、垂直電極（Ｖ１）〜（Ｖ４）の配列が図１２で示すような構造の固体撮像装置に図１３（ａ）及び図１３（ｂ）で示す動作タイミングで垂直転送クロックを印加する固体撮像装置の駆動方法を例に挙げ、図１７を参照してフリッカの発生について説明する。
ここで、Ｇ及びＭｇのフィルタと比較して光の透過率が高い（感度が高い）Ｙｅのフィルタを有する画素は、Ｇ及びＭｇのフィルタを有する画素と比較してフィルタからの透過光量が多いために光電変換され発生する信号電荷も多くなる。即ち、簡単のためにＹｅのフィルタとＧ及びＭｇのフィルタとの透過率（感度）の比を２：１として考え、ある一定の光量を照射してＹｅのフィルタを有する画素に蓄積した信号電荷量が飽和した場合に蓄積した信号電荷量を１００とすると、Ｇ及びＭｇのフィルタを有する画素に蓄積した信号電荷量は５０となる。
【００１７】
さて、第１フィールドの読み出し時は、垂直電極（Ｖ１）に隣接する画素、即ちＧ及びＭｇのフィルタを有する画素に蓄積した信号電荷が先に読み出され、その間の一定期間他の垂直電極（Ｖ２）〜（Ｖ４）はＬレベルに保たれているために、待機中のＹｅのフィルタを有する画素のポテンシャルがＭレベルとＬレベルとのレベル差に相当する分だけ小さくなり（図１７中符号Ｍで示す位置に上限が低下）、蓄積信号電荷量が例えば９０に減少し、結果として第１フィールドの読み出し信号電荷量は、図１７中符号Ｎで示すＧのフィルタを有する画素に蓄積した５０の信号電荷量（以下、Ｇ（５０）と言う）＋図１７中符号Ｏで示すＹｅのフィルタを有する画素に蓄積した９０の信号電荷量（以下、Ｙｅ（９０）と言う）及び図１７中符号Ｐで示すＭｇのフィルタを有する画素に蓄積した５０の信号電荷量（以下Ｍｇ（５０）と言う）＋図１７中符号Ｑで示すＹｅ（９０）となる。
【００１８】
一方、第２フィールドの読み出し時には、垂直電極（Ｖ３）に隣接する画素、即ちＹｅのフィルタを有する画素に蓄積した信号電荷が先に読み出され、その間の一定期間他の垂直電極（Ｖ１）、（Ｖ２）及び（Ｖ４）はＬレベルに保たれているが、待機中のＧ及びＭｇのフィルタを有する画素に蓄積した信号電荷量は電圧の印加レベルの低下による影響を受け難く、結果として第２フィールドの読み出し信号電荷量は、図１７中符号Ｒで示すＹｅのフィルタを有する画素に蓄積した１００の信号電荷量（以下、Ｙｅ（１００）と言う）＋図１７中符号Ｓで示すＭｇ（５０）及び図１７中符号Ｔで示すＹｅ（１００）＋図１７中符号Ｕで示すＧ（５０）となる。
【００１９】
即ち、第１フィールドの読み出し時にＹｅのフィルタを有する画素のポテンシャルが小さくなり蓄積信号電荷量が９０に減少することにより読み出し信号電荷量の総計が第１フィールドよりも第２フィールドの方が大きくなることによって、ＣＲＴ、ＬＣＤ等で出力される出力画面上での明暗のちらつきであるフリッカが発生する。
【００２０】
本発明は以上の点に鑑みて創案されたものであって、第１フィールド及び第２フィールドの間での出力差を低減し、フリッカの発生を抑制することが可能である固体撮像装置及び固体撮像装置の駆動方法を提供することを目的とするものである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明に係る固体撮像装置では、マトリクス状に配列された感度の異なる複数の受光部と、垂直近隣の受光部から読み出された電荷を混合して転送する垂直転送部と、該垂直転送部より電荷が転送され、転送された電荷を水平方向に転送する水平転送部と、該水平転送部より電荷が転送され、転送された電荷を出力する出力部とを備えると共に、第１フィールド及び第２フィールドにおける電荷の読み出しの際、一方の読み出し電極電圧がハイレベルの時に他方の読み出し電極を含む他の電極電圧がローレベルとなる期間を有する固体撮像装置において、前記受光部に蓄積された電荷の読み出し前に、後に読み出される受光部の電極電圧をミドルレベルに設定し、先に読み出される受光部の電極を含む他の電極電圧をローレベルに設定すると共に、前記受光部から垂直転送部に読み出された電荷を順転送させるように電極電圧を印加した。
【００２２】
ここで、受光部に蓄積された電荷の読み出し前に、後に読み出される受光部の電極電圧をミドルレベルに設定し、先に読み出される受光部の電極を含む他の電極電圧をローレベルに設定することによって、高感度の画素に蓄積した信号電荷が電荷の読み出し前に減少する。
また、受光部から垂直転送部に読み出された電荷を、水平転送部への転送であり本来の読み出し方向への転送である順転送させるように電極電圧を印加したことによって、スミア成分の分割、逆転送の発生が抑制される。
【００２３】
また、上記の目的を達成するために、本発明に係る固体撮像装置の駆動方法では、マトリクス状に配列された感度の異なる複数の受光部と、垂直近隣の受光部から読み出された電荷を混合して転送する垂直転送部と、該垂直転送部より電荷が転送され、転送された電荷を水平方向に転送する水平転送部と、該水平転送部より電荷が転送され、転送された電荷を出力する出力部とを備えると共に、第１フィールド及び第２フィールドにおける電荷の読み出しの際、一方の読み出し電極電圧がハイレベルの時に他方の読み出し電極を含む他の電極電圧がローレベルとなる期間を与える固体撮像装置の駆動方法において、前記受光部に蓄積された電荷の読み出し前に、後に読み出される受光部の電極電圧をミドルレベルに設定し、先に読み出される受光部の電極を含む他の電極電圧をローレベルに設定すると共に、前記受光部から垂直転送部に読み出された電荷を順転送させるように電極電圧を印加する。
【００２４】
ここで、受光部に蓄積された電荷の読み出し前に、後に読み出される受光部の電極電圧をミドルレベルでに設定し、先に読み出される受光部の電極を含む他の電極電圧をローレベルに設定することによって、高感度の画素に蓄積した信号電荷を読み出し前に減少することができる。
また、受光部から垂直転送部に読み出された電荷を順転送させるように電極電圧を印加することによって、スミア成分の分割、逆転送の発生を抑制することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参酌しながら説明し、本発明の理解に供する。
なお、以下の本発明を適用した固体撮像装置の駆動方法の一例及び本発明を適用した固体撮像装置の駆動方法の他の一例では、垂直電極（Ｖ１）〜（Ｖ４）の配列が図１２で示すような構造の固体撮像装置の駆動方法について説明する。
【００２６】
図１（ａ）は本発明を適用した固体撮像装置の駆動方法の一例の第１フィールドの読み出し時における各垂直電極（Ｖ１）〜（Ｖ４）に印加する垂直転送クロックのタイミングチャートを示し、図１（ｂ）は本発明を適用した固体撮像装置の駆動方法の一例の第２フィールドの読み出し時における各垂直電極（Ｖ１）〜（Ｖ４）に印加する垂直転送クロックのタイミングチャートを示したものであり、図１（ａ）及び図１（ｂ）中符号ａは垂直電極（Ｖ１）に印加する垂直転送クロックの動作タイミング、図１（ａ）及び図１（ｂ）中符号ｂは垂直電極（Ｖ２）に印加する垂直転送クロックの動作タイミング、図１（ａ）及び図１（ｂ）中符号ｃは垂直電極（Ｖ３）に印加する垂直転送クロックの動作タイミングであり、図１（ａ）及び図１（ｂ）中符号ｄは垂直電極（Ｖ４）に印加する垂直転送クロックの動作タイミングである。
なお、図１（ａ）に示す動作タイミングは第１フィールドの読み出し時における各垂直電極（Ｖ１）〜（Ｖ４）に印加する従来の垂直転送クロックのタイミングチャートの一例である図１３（ａ）中符号（４）と符号（５）の間に図１（ａ）中符号（５）〜（９）で示す動作タイミングを挿入したものであり、図１（ｂ）に示す動作タイミングは第２フィールドの読み出し時における各垂直電極（Ｖ１）〜（Ｖ４）に印加する従来の垂直転送クロックのタイミングチャートの一例である図１３（ｂ）中符号（４）と符号（５）の間に図１（ｂ）中符号（５）〜（９）で示す動作タイミングを挿入したものである。
【００２７】
また、図２（ａ）は図１（ａ）で示す動作タイミングで垂直転送クロックを垂直電極（Ｖ１）〜（Ｖ４）に印加した場合における電荷の転送状態を示す模式図であり、図２（ｂ）は図１（ｂ）で示す動作タイミングで垂直転送クロックを垂直電極（Ｖ１）〜（Ｖ４）に印加した場合における電荷の転送状態を示す模式図である。
なお、図１（ａ）、図１（ｂ）、図２（ａ）及び図２（ｂ）中符号（１）〜（１８）は本発明を適用した固体撮像装置の駆動方法の一例における垂直転送クロックの動作タイミング及び電荷の転送状態の説明の便宜を考慮して付したものである。
【００２８】
ここで、本発明を適用した固体撮像装置の駆動方法の一例の第１フィールドの読み出し時における各垂直電極（Ｖ１）〜（Ｖ４）に印加する垂直転送クロックのタイミングチャートでは、符号（８）で示すタイミングで垂直転送クロックφＶ３がＭレベルとなり、垂直転送クロックφＶ１、垂直転送クロックφＶ２及び垂直転送クロックφＶ４がＬレベルとなっている（以下、この状態をφＶ３Ｍレベル状態と言う）が、φＶ３Ｍレベル状態を形成するタイミングは受光部に蓄積した信号電荷の読み出しタイミングの前であれば良く、必ずしも符号（８）で示すタイミングである必要は無い。
また、第１フィールドの読み出し時における各垂直電極（Ｖ１）〜（Ｖ４）に印加する従来の垂直転送クロックのタイミングチャートの一例に挿入された図１（ａ）中符号（５）、（６）、（７）及び（９）の動作タイミングは、垂直転送部に読み出された電荷が順転送を行うことができれば充分であり、順転送を行うことができるのであれば、必ずしも図１（ａ）に示す動作タイミングに限定される必要は無く、いかなる動作タイミングであっても良く、例えば、図３に示すような図１（ａ）中符号（８）及び符号（９）の間に垂直転送クロックφＶ１及び垂直転送クロックφＶ４をＬレベルとし、垂直転送クロックφＶ２及び垂直転送クロックφＶ３をＭレベルとする図３中符号（８'）で示すタイミングを挿入した動作タイミングであっても構わない。
【００２９】
また、本発明を適用した固体撮像装置の駆動方法の一例の第２フィールドの読み出し時における各垂直電極（Ｖ１）〜（Ｖ４）に印加する垂直転送クロックのタイミングチャートでは、符号（８）で示すタイミングで垂直転送クロックφＶ１がＭレベルとなり、垂直転送クロックφＶ２、垂直転送クロックφＶ３及び垂直転送クロックφＶ４がＬレベルとなっている（以下、この状態をφＶ１Ｍレベル状態と言う）が、φＶ１Ｍレベル状態を形成するタイミングは受光部に蓄積した信号電荷の読み出しタイミングの前であれば良く、必ずしも符号（８）で示すタイミングである必要は無い。
また、第２フィールドの読み出し時における各垂直電極（Ｖ１）〜（Ｖ４）に印加する従来の垂直転送クロックのタイミングチャートの一例に挿入された図１（ｂ）中符号（５）、（６）、（７）及び（９）の動作タイミングは、垂直転送部に読み出された電荷が順転送を行うことができれば充分であり、順転送を行うことができるのであれば、必ずしも図１（ｂ）に示す動作タイミングに限定される必要は無く、いかなる動作タイミングであっても良く、例えば、図４に示すような図１（ｂ）中符号（８）及び符号（９）の間に垂直転送クロックφＶ１及び垂直転送クロックφＶ４をＭレベルとし、垂直転送クロックφＶ２及び垂直転送クロックφＶ３をＬレベルとする図４中符号（８'）で示すタイミングを挿入した動作タイミングであっても構わない。
【００３０】
本発明を適用した固体撮像装置の駆動方法では、第２フィールドの読み出し時にφＶ１Ｍレベル状態を形成することで高感度の画素に蓄積した信号電荷を図１（ｂ）中符号（１１）及び符号（１２）で示す垂直電極（Ｖ３）による読み出しタイミングの前に減少することができ、第１フィールド及び第２フィールドの間での出力差を低減しフリッカの発生を抑制することができる。
【００３１】
以下、図５を参照して本発明を適用した固体撮像装置の駆動方法によるフリッカの抑制について説明する。なお、簡単のためにＹｅのフィルタとＧ及びＭｇのフィルタとの透過率（感度）の比を２：１として考え、ある一定の光量を照射してＹｅのフィルタを有する画素に蓄積した信号電荷量が飽和した場合に蓄積した信号電荷量を１００とすると、Ｇ及びＭｇのフィルタを有する画素に蓄積した信号電荷量は５０となる。
【００３２】
ここで、第１フィールドの読み出し時は、図１（ａ）中符号（１１）及び符号（１２）で示すタイミングで垂直電極（Ｖ１）に隣接する画素、即ちＧ及びＭｇのフィルタを有する画素に蓄積した信号電荷を読み出し、その間の一定期間他の垂直電極（Ｖ２）〜（Ｖ４）はＬレベルに保たれており、待機中のＹｅのフィルタを有する画素のポテンシャルがＭレベルとＬレベルとのレベル差に相当する分だけ小さくなり（図５中符号ｅで示す位置に上限が低下）、蓄積信号電荷量が例えば９０に減少する。従って図１（ａ）中符号（１４）〜（１７）で示すタイミングで垂直電極（Ｖ３）に隣接する画素、即ちＹｅのフィルタを有する画素に蓄積した信号電荷の読み出しを行うと９０の信号電荷が読み出される。
即ち、結果として第１フィールドの読み出し信号電荷量は、図５中符号ｆで示すＧ（５０）＋図５中符号ｇで示すＹｅ（９０）及び図５中符号ｈで示すＭｇ（５０）＋図５中符号ｉで示すＹｅ（９０）となる。
なお、φＶ３Ｍレベル状態では垂直電極（Ｖ１）、垂直電極（Ｖ２）及び垂直電極（Ｖ４）がＬレベルに保たれているが、かかる状態によってＧ及びＭｇのフィルタを有する画素の蓄積信号電荷量が変化することは無い。
【００３３】
一方、第２フィールドの読み出し時には、図１（ｂ）中符号（１１）及び符号（１２）で示すタイミングで垂直電極（Ｖ３）に隣接する画素、即ちＹｅのフィルタを有する画素に蓄積した信号電荷を読み出す前に、図１（ｂ）中符号（８）で示すタイミングでφＶ１Ｍレベル状態を形成することにより、垂直電極（Ｖ３）に隣接するＹｅのフィルタを有する画素に蓄積した蓄積信号電荷量が例えば９０に減少する。従って、図１（ｂ）中符号（１１）及び符号（１２）で示すタイミングで垂直電極（Ｖ３）に隣接する画素に蓄積した信号電荷の読み出しを行うと９０の信号電荷が読み出される。
即ち、結果として第２フィールドの読み出し信号電荷量は図５中符号ｊで示すＹｅ（９０）＋図５中符号ｋで示すＭｇ（５０）及び図５中符号ｌで示すＹｅ（９０）＋図５中符号ｍで示すＧ（５０）となる。
【００３４】
上記のように、第１フィールドと第２フィールドの間での出力差を低減することができるために、上述した如く本発明を適用した固体撮像装置の駆動方法ではフリッカの発生を抑制することができる。
【００３５】
また、本発明を適用した固体撮像装置の駆動方法では、第１フィールドの読み出し時に垂直転送クロックを図１（ａ）中符号（５）、（６）及び（７）で示すタイミングで各垂直電極（Ｖ１）〜（Ｖ４）に印加することで、第１フィールド読み出し時にφＶ３Ｍレベル状態を形成したとしても逆転送の発生を抑制することができる。
【００３６】
以下、図６（ａ）及び図６（ｂ）を用いて、逆転送の発生の抑制について説明する。
ここで、図６（ａ）に示す動作タイミングは第１フィールドの読み出し時における各垂直電極（Ｖ１）〜（Ｖ４）に印加する従来の垂直転送クロックのタイミングチャートの一例である図１３（ａ）中符号（４）と符号（５）の間に図１中符号（８）及び（９）で示す動作タイミングを挿入したものであり、本発明を適用した固体撮像装置の駆動方法の一例の第１フィールドの読み出し時における各垂直電極（Ｖ１）〜（Ｖ４）に印加する垂直転送クロックのタイミングチャートである図１（ａ）から、図１（ａ）中符号（５）、（６）及び（７）で示す動作タイミングを削除したものである。
また、図６（ｂ）は図６（ａ）で示す動作タイミングで垂直転送クロックを垂直電極（Ｖ１）〜（Ｖ４）に印加した場合における電荷の転送状態を示す模式図である。
なお、図６（ａ）及び図６（ｂ）中符号（１）〜（１５）は図６（ａ）で示す垂直転送クロックの動作タイミング及び電荷の転送状態の説明の便宜を考慮して付したものである。
【００３７】
さて、第１フィールドの読み出し時に垂直転送クロックを図１（ａ）中符号（５）、（６）及び（７）で示すタイミングで各垂直電極（Ｖ１）〜（Ｖ４）に印加を行わなかった場合、即ち、第１フィールドの読み出し時に垂直転送クロックを図６（ａ）で示すタイミングで各垂直電極（Ｖ１）〜（Ｖ４）に印加した場合には、図６（ａ）中符号（４）で示すタイミングである垂直転送クロックφＶ１及び垂直転送クロックφＶ２がＬレベルであり垂直転送クロックφＶ３及び垂直転送クロックφＶ４がＭレベルという状態から、図６（ａ）中符号（５）で示すタイミングであるφＶ３Ｍレベル状態へと移る過程ににおいて逆転送が発生してしまう。
従って、上述のように第１フィールドの読み出し時に垂直転送クロックを図１（ａ）中符号（５）、（６）及び（７）で示すタイミングで各垂直電極（Ｖ１）〜（Ｖ４）に印加することで、第１フィールド読み出し時にφＶ３Ｍレベル状態を形成したとしても逆転送の発生を抑制することができる。
【００３８】
同様に、第２フィールドの読み出し時に垂直転送クロックを図１（ｂ）中符号（５）、（６）及び（７）で示すタイミングで各垂直電極（Ｖ１）〜（Ｖ４）に印加することで、第２フィールド読み出し時にφＶ１Ｍレベル状態を形成したとしても逆転送の発生を抑制することができる。
【００３９】
なお、本発明を適用した固体撮像装置の駆動方法の一例では、垂直転送クロックの動作タイミングとして従来の垂直転送クロックの動作タイミングに所定の動作タイミングを挿入したが、垂直転送クロックの動作タイミングは、第１フィールドではφＶ３Ｍレベル状態を形成すると共に受光部から垂直転送部に読み出された電荷が順転送を行うことが可能であり、第２フィールドではφＶ１Ｍレベル状態を形成すると共に受光部から垂直転送部に読み出された電荷が順転送を行うことが可能であれば充分であり、必ずしも従来の垂直転送クロックの動作タイミングに所定の動作タイミングを挿入した垂直転送クロックの動作タイミングである必要は無く、従来の垂直転送クロックの動作タイミングとは無関係な垂直転送クロックの動作タイミングであっても構わない。
また、本発明を適用した固体撮像装置の駆動方法の一例では、第１フィールドでφＶ３Ｍレベル状態を形成し、第２フィールドでφＶ１Ｍレベル状態を形成したが、第１フィールドでφＶ３Ｍレベル状態を形成したのは、第１フィールドと第２フィールドに読み出しタイミングの対称性を持たせる観点から設定したものであり、必ずしも第１フィールドにφＶ３Ｍレベル状態を形成する必要は無く、本質的には高感度の画素に蓄積した信号電荷を先に読み出すフィールドに高感度の画素に蓄積した信号電荷を減少させる状態、即ち、高感度の画素に蓄積した信号電荷の読み出しの前に後に読み出される受光部の電極電圧がＭレベルであり、先に読み出される受光部の電極電圧を含む他の電極電圧がＬレベルである状態を形成すれば充分である。
更に、本発明を適用した固体撮像装置の駆動方法の一例では、垂直電極（Ｖ１）〜（Ｖ４）の配列が図１２で示すような構造の固体撮像装置の駆動方法について説明したが、垂直電極（Ｖ１）〜（Ｖ４）の配列は図１２に示す配列に限る必要が無いのは勿論である。
【００４０】
図７（ａ）は本発明を適用した固体撮像装置の駆動方法の他の一例の第１フィールドの読み出し時における各垂直電極（Ｖ１）〜（Ｖ４）に印加する垂直転送クロックのタイミングチャートを示し、図７（ｂ）は本発明を適用した固体撮像装置の駆動方法の他の一例の第２フィールドの読み出し時における各垂直電極（Ｖ１）〜（Ｖ４）に印加する垂直転送クロックのタイミングチャートを示したものであり、図７（ａ）及び図７（ｂ）中符号ｎは垂直電極（Ｖ１）に印加する垂直転送クロックの動作タイミング、図７（ａ）及び図７（ｂ）中符号ｏは垂直電極（Ｖ２）に印加する垂直転送クロックの動作タイミング、図７（ａ）及び図７（ｂ）中符号ｐは垂直電極（Ｖ３）に印加する垂直転送クロックの動作タイミングであり、図７（ａ）及び図７（ｂ）中符号ｑは垂直電極（Ｖ４）に印加する垂直転送クロックの動作タイミングである。
なお、図７（ａ）に示す動作タイミングは第１フィールドの読み出し時における各垂直電極（Ｖ１）〜（Ｖ４）に印加する従来の垂直転送クロックのタイミングチャートの他の一例である図１５（ａ）中符号（４）と符号（５）の間に図７（ａ）中符号（５）〜（１０）で示す動作タイミングを挿入したものであり、図７（ｂ）に示す動作タイミングは第２フィールドの読み出し時における各垂直電極（Ｖ１）〜（Ｖ４）に印加する従来の垂直転送クロックのタイミングチャートの他の一例である図１５（ｂ）中符号（４）と符号（５）の間に図７（ｂ）中符号（５）〜（１０）で示す動作タイミングを挿入したものである。
【００４１】
また、図８（ａ）は図７（ａ）で示す動作タイミングで垂直転送クロックを垂直電極（Ｖ１）〜（Ｖ４）に印加した場合における電荷の転送状態を示す模式図であり、図８（ｂ）は図７（ｂ）で示す動作タイミングで垂直転送クロックを垂直電極（Ｖ１）〜（Ｖ４）に印加した場合における電荷の転送状態を示す模式図である。
なお、図７（ａ）、図７（ｂ）、図８（ａ）及び図８（ｂ）中符号（１）〜（１８）は本発明を適用した固体撮像装置の駆動方法の他の一例における垂直転送クロックの動作タイミング及び電荷の転送状態の説明の便宜を考慮して付したものである。
【００４２】
ここで、本発明を適用した固体撮像装置の駆動方法の他の一例の第１フィールドの読み出し時における各垂直電極（Ｖ１）〜（Ｖ４）に印加する垂直転送クロックのタイミングチャートでは、符号（８）で示すタイミングでφＶ１Ｍレベル状態を形成しているが、φＶ１Ｍレベル状態を形成するタイミングは受光部に蓄積した信号電荷の読み出しタイミングの前であれば良く、必ずしも符号（８）で示すタイミングである必要は無い。
また、第１フィールドの読み出し時における各垂直電極（Ｖ１）〜（Ｖ４）に印加する従来の垂直転送クロックのタイミングチャートの他の一例に挿入された図７（ａ）中符号（５）、（６）、（７）、（９）及び（１０）の動作タイミングは、垂直転送部に読み出された電荷が順転送を行うことができれば充分であり、順転送を行うことができるのであれば、必ずしも図７（ａ）に示す動作タイミングに限定される必要は無く、いかなる動作タイミングであっても良く、例えば、図７（ａ）中符号（９）で示すタイミングを削除した動作タイミングであっても構わない。
【００４３】
また、本発明を適用した固体撮像装置の駆動方法の他の一例の第２フィールドの読み出し時における各垂直電極（Ｖ１）〜（Ｖ４）に印加する垂直転送クロックのタイミングチャートでは、符号（８）で示すタイミングでφＶ３Ｍレベル状態を形成しているが、φＶ３Ｍレベル状態を形成するタイミングは受光部に蓄積した信号電荷の読み出しタイミングの前であれば良く、必ずしも符号（８）で示すタイミングである必要は無い。
また、第２フィールドの読み出し時における各垂直電極（Ｖ１）〜（Ｖ４）に印加する従来の垂直転送クロックのタイミングチャートの他の一例に挿入された図７（ｂ）中符号（５）、（６）、（７）、（９）及び（１０）の動作タイミングは、垂直転送部に読み出された電荷が順転送を行うことができれば充分であり、順転送を行うことができるのであれば、必ずしも図７（ｂ）に示す動作タイミングに限定される必要は無く、いかなる動作タイミングであっても良く、例えば図７（ｂ）中符号（９）で示すタイミングを削除した動作タイミングであっても構わない。
【００４４】
本発明を適用した固体撮像装置の駆動方法では、第１フィールドの読み出し時にφＶ１Ｍレベル状態を形成することで高感度の画素に蓄積した信号電荷を図７（ａ）中符号（１２）及び符号（１３）で示す垂直電極（Ｖ３）による読み出しタイミングの前に減少することができ、第１フィールド及び第２フィールドの間での出力差を低減しフリッカの発生を抑制することができる。
【００４５】
また、本発明を適用した固体撮像装置の駆動方法では、第１フィールドの読み出し時に垂直転送クロックを図７（ａ）中符号（５）、（６）及び（７）で示すタイミングで各垂直電極（Ｖ１）〜（Ｖ４）に印加することで、第１フィールド読み出し時にφＶ１Ｍレベル状態を形成したとしても逆転送の発生を抑制することができる。
同様に、第２フィールドの読み出し時に垂直転送クロックを図７（ｂ）中符号（５）、（６）及び（７）で示すタイミングで各垂直電極（Ｖ１）〜（Ｖ４）に印加することで、第２フィールド読み出し時にφＶ３Ｍレベル状態を形成したとしても逆転送の発生を抑制することができる。
【００４６】
なお、必ずしも従来の垂直転送クロックの動作タイミングに所定の動作タイミングを挿入した垂直転送クロックの動作タイミングである必要は無く、従来の垂直転送クロックの動作タイミングとは無関係な垂直転送クロックの動作タイミングであっても構わない点、高感度の画素に蓄積した信号電荷を先に読み出すフィールドに高感度の画素に蓄積した信号電荷を減少させる状態を形成すれば充分である点及び垂直電極（Ｖ１）〜（Ｖ４）の配列は図１２に示す配列に限る必要が無い点は上記した本発明を適用した固体撮像装置の駆動方法の一例と同様である。
【００４７】
【発明の効果】
以上述べてきた如く、本発明の固体撮像装置及び固体撮像装置の駆動方法によれば、第１フィールド及び第２フィールドの間での出力差を低減しフリッカの発生を抑制することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した固体撮像装置の駆動方法の一例の読み出し時における各垂直電極（Ｖ１）〜（Ｖ４）に印加する垂直転送クロックのタイミングチャートである。
【図２】図１に示す動作タイミングで垂直転送クロックを垂直電極（Ｖ１）〜（Ｖ４）に印加した場合における電荷の転送状態を示す模式図である。
【図３】本発明を適用した固体撮像装置の駆動方法の一例の第１フィールドの読み出し時における各垂直電極（Ｖ１）〜（Ｖ４）に印加する垂直転送クロックのタイミングチャートの一変形例である。
【図４】本発明を適用した固体撮像装置の駆動方法の一例の第２フィールドの読み出し時における各垂直電極（Ｖ１）〜（Ｖ４）に印加する垂直転送クロックのタイミングチャートの一変形例である。
【図５】フリッカの抑制を説明する図である。
【図６】逆転送の発生の抑制を説明する図である。
【図７】本発明を適用した固体撮像装置の駆動方法の他の一例の読み出し時における各垂直電極（Ｖ１）〜（Ｖ４）に印加する垂直転送クロックのタイミングチャートである。
【図８】図７に示す動作タイミングで垂直転送クロックを垂直電極（Ｖ１）〜（Ｖ４）に印加した場合における電荷の転送状態を示す模式図である。
【図９】ベイヤ型配列を説明する図である。
【図１０】色差順次型配列を説明する図である。
【図１１】色差順次型配列の信号電荷の読み出しを説明する模式図である。
【図１２】色差順次型配列フィルタを用いた固体撮像素子におけるＧ，Ｙｅ，Ｍｇ，Ｙｅ列の任意画素についての垂直電極（Ｖ１）〜（Ｖ４）の配列構造を示す模式図である。
【図１３】従来の固体撮像装置の駆動方法の読み出し時における各垂直電極（Ｖ１）〜（Ｖ４）に印加する垂直転送クロックのタイミングチャートの一例である。
【図１４】図１３に示す動作タイミングで垂直転送クロックを垂直電極（Ｖ１）〜（Ｖ４）に印加した場合における電荷の転送状態を示す模式図である。
【図１５】従来の固体撮像装置の駆動方法の読み出し時における各垂直電極（Ｖ１）〜（Ｖ４）に印加する垂直転送クロックのタイミングチャートの他の一例である。
【図１６】図１５に示す動作タイミングで垂直転送クロックを垂直電極（Ｖ１）〜（Ｖ４）に印加した場合における電荷の転送状態を示す模式図である。
【図１７】フリッカの発生を説明する図である。
【図１】
0004055051.tif 000002
【図２】
0004055051.tif 000003
【図３】
0004055051.tif 000004
【図４】
0004055051.tif 000005
【図５】
0004055051.tif 000006
【図６】
0004055051.tif 000007
【図７】
0004055051.tif 000008
【図８】
0004055051.tif 000009
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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