(57)【要約】【課題】ラインメモリを構成する電荷蓄積部に不要電荷の発生源がある場合でも、この不要電荷による画質への影響を抑えることが可能な撮像装置を提供する。【解決手段】４フィールド読み出しを行う際、各フィールドにおいて、電荷が読み出されない垂直電荷転送路２と、電荷が読み出される垂直電荷転送路２とが混在するように、読み出す対象となる光電変換素子１を決める。そして、読み出し対象となる光電変換素子１から電荷を垂直電荷転送路２に読み出し、この電荷を電荷蓄積部５まで転送してここに蓄積させ（期間ｔ１）、ここから水平電荷転送路３に電荷を転送し（期間ｔ２）、水平電荷転送路３にて該電荷を出力部４まで転送させる（期間ｔ３）。【選択図】図２
2009273008.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の光電変換素子と、前記光電変換素子で発生した電荷を所定方向に転送するための複数本の第一の電荷転送路と、前記複数本の第一の電荷転送路の各々を転送されてきた電荷を該電荷に応じた信号を出力する出力部まで転送する第二の電荷転送路と、前記複数本の第一の電荷転送路の各々と前記第二の電荷転送路との間に設けられた複数の電荷蓄積部とを含む固体撮像素子を有する撮像装置であって、
一部の前記光電変換素子から前記第一の電荷転送路に電荷を読み出し、該電荷を前記所定方向に転送して前記電荷蓄積部に蓄積させた後、該電荷蓄積部から前記第二の電荷転送路に該電荷を転送し、該電荷を前記出力部まで転送して、前記出力部から該電荷に応じた信号を出力させる駆動を行う駆動手段を備え、
前記一部の前記光電変換素子は、前記駆動時に前記一部の前記光電変換素子からの電荷を前記第一の電荷転送路に読み出した時点で、前記複数本の第一の電荷転送路に、前記電荷が読み出されていない空の電荷転送路と、前記電荷が読み出されている非空の電荷転送路とが混在するように選択されたものである撮像装置。
【請求項２】
請求項１記載の撮像装置であって、
前記一部の前記光電変換素子が、前記駆動時に前記一部の前記光電変換素子からの電荷を前記第一の電荷転送路に読み出した時点で、前記複数本の第一の電荷転送路に、前記空の電荷転送路と前記非空の電荷転送路とが交互に並んで存在するように選択されたものである撮像装置。
【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、前記空の電荷転送路と前記第二の電荷転送路との間に設けられた前記電荷蓄積部に蓄積されている不要電荷を外部に掃き出す掃き出し駆動を行う撮像装置。
【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、前記掃き出し駆動中に、前記第一の電荷転送路に読み出されている残りの電荷の前記所定方向への転送駆動も行う撮像装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項記載の撮像装置であって、
前記第二の電荷転送路は、印加電圧のレベルに応じて電荷蓄積領域又はバリア領域として動作する複数の電荷転送段を含み、
前記複数の電荷転送段の各々に、前記電荷蓄積部を介して前記第一の電荷転送路が複数本接続されている撮像装置。
【請求項６】
多数の光電変換素子と、前記光電変換素子で発生した電荷を所定方向に転送するための複数本の第一の電荷転送路と、前記複数本の第一の電荷転送路の各々を転送されてきた電荷を該電荷に応じた信号を出力する出力部まで転送する第二の電荷転送路と、前記複数本の第一の電荷転送路の各々と前記第二の電荷転送路との間に設けられた電荷蓄積部とを含む固体撮像素子を駆動する固体撮像素子の駆動方法であって、
一部の前記光電変換素子から前記第一の電荷転送路に電荷を読み出し、該電荷を前記所定方向に転送して前記電荷蓄積部に蓄積させた後、該電荷蓄積部から前記第二の電荷転送路に該電荷を転送し、該電荷を前記出力部まで転送して、前記出力部から該電荷に応じた信号を出力させる駆動を行う駆動ステップを有し、
前記一部の前記光電変換素子を、前記駆動時に前記一部の前記光電変換素子からの電荷を前記第一の電荷転送路に読み出した時点で、前記複数本の第一の電荷転送路に、前記電荷が読み出されていない空の電荷転送路と、前記電荷が読み出されている非空の電荷転送路とが混在するように選択する固体撮像素子の駆動方法。
【請求項７】
請求項６記載の固体撮像素子の駆動方法であって、
前記一部の前記光電変換素子を、前記駆動時に前記一部の前記光電変換素子からの電荷を前記第一の電荷転送路に読み出した時点で、前記複数本の第一の電荷転送路に、前記空の電荷転送路と前記非空の電荷転送路とが交互に並んで存在するように選択する固体撮像素子の駆動方法。
【請求項８】
請求項６又は７記載の固体撮像素子の駆動方法であって、
前記空の電荷転送路と前記第二の電荷転送路との間に設けられた前記電荷蓄積部に蓄積されている不要電荷を外部に掃き出す掃き出し駆動を行うステップを有する固体撮像素子の駆動方法。
【請求項９】
請求項８記載の固体撮像素子の駆動方法であって、
前記掃き出し駆動中に、前記第一の電荷転送路に読み出されている残りの電荷の前記所定方向への転送駆動も行う固体撮像素子の駆動方法。
【請求項１０】
請求項６〜９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、
前記第二の電荷転送路は、印加電圧のレベルに応じて電荷蓄積領域又はバリア領域として動作する複数の電荷転送段を含み、
前記複数の電荷転送段の各々に、前記電荷蓄積部を介して前記第一の電荷転送路が複数本接続されてい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、多数の光電変換素子と、前記光電変換素子で発生した電荷を所定方向に転送するための複数本の第一の電荷転送路と、前記複数本の第一の電荷転送路の各々を転送されてきた電荷を該電荷に応じた信号を出力する出力部まで転送する第二の電荷転送路と、前記複数本の第一の電荷転送路の各々と前記第二の電荷転送路との間に設けられた電荷蓄積部とを含む固体撮像素子を有する撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１３は、ラインメモリを有する従来の固体撮像素子を搭載したデジタルカメラやデジタルビデオカメラ等の撮像装置の概略構成例を示す図である。
図１３に示す撮像装置は、固体撮像素子１００を搭載している。
固体撮像素子１００は、半導体基板内の垂直方向とこれに直交する水平方向に二次元状に配列された多数の光電変換素子１と、多数の光電変換素子１の各々で発生した電荷を垂直方向に転送するための複数本の垂直電荷転送路２と、複数本の垂直電荷転送路２を転送されてきた電荷を水平方向に転送するための水平電荷転送路３と、水平電荷転送路３を転送されてきた電荷を電圧信号に変換して出力する出力部４と、複数本の垂直電荷転送路２の各々と水平電荷転送路３との間に設けられ、垂直電荷転送路２から転送されてきた電荷を一時的に蓄積する電荷蓄積部５を含むラインメモリＬＭとを有する。複数本の垂直電荷転送路２、水平電荷転送路３、及び電荷蓄積部５は、半導体基板内に形成されている。
図１３に示す撮像装置には、垂直電荷転送路２を駆動する垂直転送路駆動回路４００と、水平電荷転送路３を駆動する水平転送路駆動回路２００と、ラインメモリＬＭを駆動するＬＭ駆動回路３００とが設けられている。
【０００３】
多数の光電変換素子１は、赤色（Ｒ）光を検出するＲ光電変換素子（図１３では“Ｒ”の文字を記してある）と、緑色（Ｇ）光を検出すＧ光電変換素子（図１３では“Ｇ”の文字を記してある）と、青色（Ｂ）光を検出するＢ光電変換素子（図１３では“Ｂ”の文字を記してある）との３種類の光電変換素子からなる。以下では、Ｒ光電変換素子で発生してここに蓄積される電荷をＲ電荷といい、Ｇ光電変換素子で発生してここに蓄積される電荷をＧ電荷といい、Ｂ光電変換素子で発生してここに蓄積される電荷をＢ電荷という。
【０００４】
多数の光電変換素子１の配列は、Ｒ光電変換素子１とＢ光電変換素子１を正方格子状に配列したＲＢ光電変換素子群と、Ｇ光電変換素子１を正方格子状に配列したＧ光電変換素子群とを、それぞれの光電変換素子配列ピッチの１／２だけ垂直方向及び水平方向にずらした、いわゆるハニカム配列（光電変換素子を市松状に配列したもの）となっている。尚、多数の光電変換素子１を正方格子状に配列した構成であっても良い。
【０００５】
ＲＢ光電変換素子群は、Ｂ光電変換素子１を先頭にＢ光電変換素子１とＲ光電変換素子１とを水平方向に交互に配列したＢＲ行と、Ｒ光電変換素子１を先頭にＢ光電変換素子１とＲ光電変換素子１とを水平方向に交互に配列したＲＢ行とから構成され、このＢＲ行とＲＢ行とが垂直方向に交互に配列された構成となっている。
【０００６】
Ｇ光電変換素子群は、Ｇ光電変換素子１を水平方向に配列したＧ行を垂直方向に複数並べた構成となっている。以下では、上側にＢＲ行が隣接し、下側にＲＢ行が隣接しているＧ行のことを第一のＧ行と言い、上側にＲＢ行が隣接し、下側にＢＲ行が隣接しているＧ行のことを第二のＧ行と言う。
【０００７】
垂直電荷転送路２は、垂直方向に並ぶ複数の光電変換素子１からなる光電変換素子列に対応してその右側部に設けられており、対応する光電変換素子列の各光電変換素子１で発生した電荷を垂直方向に転送する。
【０００８】
垂直電荷転送路２上方には、第一層ポリシリコンからなる転送電極Ｖａと、第二層ポリシリコンからなる転送電極Ｖｂとが垂直方向に交互に配列して設けられている。この転送電極Ｖａと転送電極Ｖｂとに例えば８相の転送パルス（φＶ１〜φＶ８）が垂直転送路駆動回路４００から供給されることで、垂直電荷転送路２での電荷転送動作が制御される。
【０００９】
図１３に示す構成例では、平面視においてＢＲ行の上側部に配置される転送電極Ｖｂには転送パルスφＶ２が供給され、ＢＲ行の下側部に配置される転送電極Ｖａには転送パルスφＶ３が供給されるようになっている。又、平面視においてＲＢ行の上側部に配置される転送電極Ｖｂには転送パルスφＶ６が供給され、ＲＢ行の下側部に配置される転送電極Ｖａには転送パルスφＶ７が供給されるようになっている。
【００１０】
又、平面視において第一のＧ行の上側部に配置される転送電極Ｖｂには転送パルスφＶ４が供給され、第一のＧ行の下側部に配置される転送電極Ｖａには転送パルスφＶ５が供給されるようになっている。又、平面視において第二のＧ行の上側部に配置される転送電極Ｖｂには転送パルスφＶ８が供給され、第二のＧ行の下側部に配置される転送電極Ｖａには転送パルスφＶ１が供給されるようになっている。
【００１１】
以下の説明では、転送パルスφＶｎ（ｎ＝１〜８）が供給される転送電極Ｖａ又はＶｂのことを転送電極Ｖｎと言う。
【００１２】
転送電極Ｖ１，Ｖ３，Ｖ５，Ｖ７は、それぞれ、隣接する光電変換素子１から垂直電荷転送路２に電荷を読み出すための読み出し電極も兼ねている。つまり、転送電極Ｖ１に読み出しパルスを印加することで、第二のＧ行の各光電変換素子１で発生してここに蓄積された電荷を垂直電荷転送路２に読み出すことができる。同様に、転送電極Ｖ３に読み出しパルスを印加することで、ＢＲ行の各光電変換素子１で発生してここに蓄積された電荷を垂直電荷転送路２に読み出すことができる。同様に、転送電極Ｖ５に読み出しパルスを印加することで、第一のＧ行の各光電変換素子１で発生してここに蓄積された電荷を垂直電荷転送路２に読み出すことができる。同様に、転送電極Ｖ７に読み出しパルスを印加することで、ＲＢ行の各光電変換素子１で発生してここに蓄積された電荷を垂直電荷転送路２に読み出すことができる。
【００１３】
水平電荷転送路３上方には、第一層ポリシリコンからなる長方形の転送電極Ｈａと、第二層ポリシリコンからなる逆Ｌ字型の転送電極Ｈｂとを水平方向に配列した電極組が水平方向に複数配列されている。この電極組は、水平電荷路駆動回路２００から転送パルスφＨ２が印加される電極組Ｄ２と、水平電荷路駆動回路２００から転送パルスφＨ１が印加される電極組Ｄ１とを含み、これらが水平方向に交互に配列されている。
【００１４】
転送パルスφＨ２がハイレベル、転送パルスφＨ１がローレベルになると、電極組Ｄ２下方の水平電荷転送路３は電荷を蓄積可能な電荷蓄積領域として動作し、電極組Ｄ１下方の水平電荷転送路３は該電荷蓄積領域同士のバリア領域として動作する。一方、転送パルスφＨ２がローレベル、転送パルスφＨ１がハイレベルになると、電極組Ｄ１下方の水平電荷転送路３は電荷を蓄積可能な電荷蓄積領域として動作し、電極組Ｄ２下方の水平電荷転送路３は該電荷蓄積領域同士のバリア領域として動作する。
【００１５】
このように、水平電荷転送路３には、電極組Ｄ１と電極組Ｄ２の各々の重なる部分により、印加電圧のレベルに応じてバリア領域又は電荷蓄積領域として動作する複数の電荷転送段が形成される。以下、電極組Ｄ１と重なる電荷転送段を電荷転送段Ｈ１といい、電極組Ｄ２と重なる電荷転送段を電荷転送段Ｈ２という。
【００１６】
ラインメモリＬＭは、垂直電荷転送路２と同じ数（ｎ個とする）の電荷蓄積部５と、ｎ個の電荷蓄積部５の上方に設けられたＬＭ電極６とにより構成されている。ＬＭ電極６は、ＬＭ駆動回路３００から駆動パルスφＬＭが印加されるようになっている。駆動パルスφＬＭは、ハイレベルとローレベルの状態をとることができ、ハイレベルのときに、電荷蓄積部５は電荷を蓄積可能な状態となる。ｎ個の電荷蓄積部５の各々には、水平電荷転送路３の１つの電荷転送段が接続されている。
【００１７】
このような構成の固体撮像素子１００からインターレース方式によって信号を読み出す際の動作例について説明する。
図１４は、図１３に示す固体撮像素子からインターレース方式によって信号を読み出す際の動作例を説明するための図である。
図１４（ａ）は、図１３に示した固体撮像素子の転送電極Ｖ１〜Ｖ８の配置と光電変換素子１との配置を簡略化して図示したものである。図１４（ｂ）は、第１フィールドで電荷が読み出される光電変換素子１を示した図である。図１４（ｃ）は、第１フィールドでの電荷読み出し後の動作を期間ｔ１〜ｔ５毎に図示したものである。
【００１８】
図１４（ｃ）において、“Ｖｎ”が付されたブロックは転送電極Ｖｎを示しており、その横に並ぶブロックは、その転送電極下の垂直電荷転送路２を示している。垂直電荷転送路２のうち、ハッチングを付してあるものはバリアであることを示し、それ以外のものはパケットを形成している領域であることを示している。
又、図１４（ｃ）において、“ＬＭ”が付されたブロックはラインメモリＬＭを示しており、その横に並ぶブロックは、ラインメモリＬＭを構成する電荷蓄積部５を示している。
又、図１４（ｃ）において、“Ｈ”が付されたブロックは水平電荷転送路３を示しており、その横に並ぶブロックは電荷転送段を示している。電荷転送段のブロックの下にある“Ｈ１”と“Ｈ２”を付したブロックは、その上にある電荷転送段の名称を示している。
【００１９】
図１５は、図１３に示す固体撮像素子からインターレース方式によって信号を読み出す際の各駆動パルスのタイミングチャートである。図１５において、図１４に示した期間ｔ１〜ｔ５に対応するタイミングには、同一文字を図示してある。
【００２０】
第１フィールドでは、まず、転送電極Ｖ３〜Ｖ６にミドルレベル（電荷を蓄積するためのパケットを形成可能なレベル）のパルスを印加した状態で転送電極Ｖ３，Ｖ５に読み出しパルスを印加し、ＢＲ行の各光電変換素子１と第一のＧ行の各光電変換素子１に蓄積されている電荷を、転送電極Ｖ３〜Ｖ６下方の垂直電荷転送路２に読み出す。次に、読み出した電荷を、転送パルスφＶ１〜φＶ８を制御して垂直方向に転送し、ラインメモリＬＭに最も近い位置にあるＲＧＢの電荷を電荷蓄積部５に転送する（期間ｔ１）。
【００２１】
次に、転送パルスφＨ１をハイレベル、転送パルスφＨ２をローレベルにした状態で、駆動パルスφＬＭを短期間だけローレベルにして、電荷転送段Ｈ１にＲ電荷とＢ電荷を転送する（期間ｔ２）。
【００２２】
次に、転送パルスφＨ１，φＨ２を制御して、水平電荷転送路３に読み出したＲ電荷とＢ電荷を出力部４まで転送し、ここからＲ電荷，Ｂ電荷に応じた電圧信号を出力させる（期間ｔ３）。
【００２３】
次に、転送パルスφＨ１をローレベル、転送パルスφＨ２をハイレベルにした状態で、駆動パルスφＬＭを短期間だけローレベルにして、電荷転送段Ｈ２にＧ電荷を転送する（期間ｔ４）。
【００２４】
次に、転送パルスφＨ１，φＨ２を制御して、水平電荷転送路３に読み出したＧ電荷を出力部４まで転送し、ここからＧ電荷に応じた電圧信号を出力させる（期間ｔ５）。期間ｔ５終了後は、再び期間ｔ１に戻り、以降、垂直電荷転送路２に読み出された電荷に応じた信号が全て出力されるまで、期間ｔ１〜ｔ５が繰り返し行われる。以上が、第１フィールドの動作である。
【００２５】
特許文献１には、ラインメモリを有する固体撮像素子の詳細な構成が開示されている。
【００２６】
【特許文献１】特開２００２−１１２１１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２７】
垂直電荷転送路２においては、シリコン表面の汚染等に起因して、画像に縦筋状の線キズが発生することが知られている。これは、汚染部分が電子-ホールの発生再結合中心として働くことで、本来の電荷以外の不要電荷が発生し、垂直電荷転送路２にてそれを受け止め転送するために生じるものである。このような垂直電荷転送路２に起因した縦スジ現象は広く知られているが、この現象はラインメモリＬＭでも当然発生する。
【００２８】
ここで、ラインメモリＬＭの電荷蓄積部５に汚染が存在した場合の、この汚染によって発生する不要電荷の蓄積（累積）時間を考える。不要電荷の発生は常に起こっているが、ラインメモリＬＭから水平電荷転送路３に電荷を転送するたびに該不要電荷の累積もリセットされるため、例えば、図１４（ｃ）に示したように、電荷転送段Ｈ１に接続される電荷蓄積部５における不要電荷蓄積時間は、期間ｔ２終了から次の期間ｔ２開始直前までの期間となる。この期間は、垂直電荷転送路２、ラインメモリＬＭ、水平電荷転送路３での各転送に必要な時間で決まるものであるため、短縮することが難しい。
【００２９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ラインメモリを構成する電荷蓄積部に不要電荷の発生源がある場合でも、この不要電荷による画質への影響を抑え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】
【００３０】
本発明の撮像装置は、多数の光電変換素子と、前記光電変換素子で発生した電荷を所定方向に転送するための複数本の第一の電荷転送路と、前記複数本の第一の電荷転送路の各々を転送されてきた電荷を該電荷に応じた信号を出力する出力部まで転送する第二の電荷転送路と、前記複数本の第一の電荷転送路の各々と前記第二の電荷転送路との間に設けられた複数の電荷蓄積部とを含む固体撮像素子を有する撮像装置であって、一部の前記光電変換素子から前記第一の電荷転送路に電荷を読み出し、該電荷を前記所定方向に転送して前記電荷蓄積部に蓄積させた後、該電荷蓄積部から前記第二の電荷転送路に該電荷を転送し、該電荷を前記出力部まで転送して、前記出力部から該電荷に応じた信号を出力させる駆動を行う駆動手段を備え、前記一部の前記光電変換素子は、前記駆動時に前記一部の前記光電変換素子からの電荷を前記第一の電荷転送路に読み出した時点で、前記複数本の第一の電荷転送路に、前記電荷が読み出されていない空の電荷転送路と、前記電荷が読み出されている非空の電荷転送路とが混在するように選択されたものである。
【００３１】
この構成によれば、複数本の第一の電荷転送路の各々に電荷を読み出した状態から、該電荷に応じた信号を出力させる場合と比べて、光電変換素子から読み出した電荷を電荷蓄積部に滞在させる時間を短くすることができる。このため、電荷蓄積部に欠陥があった場合でも、その欠陥によるノイズの発生を最小限に止めることが可能となり、縦スジ等の画質劣化を抑制することができる。
【００３２】
本発明の撮像装置は、前記一部の前記光電変換素子が、前記駆動時に前記一部の前記光電変換素子からの電荷を前記第一の電荷転送路に読み出した時点で、前記複数本の第一の電荷転送路に、前記空の電荷転送路と前記非空の電荷転送路とが交互に並んで存在するように選択されたものである。
【００３３】
この構成によれば、第二の電荷転送路を２相で駆動することが可能となり、駆動パルスの設計等が容易となる。又、固体撮像素子として、光電変換素子を市松状に並べたものを用いた場合には、一部の光電変換素子からの読み出しも容易となる。
【００３４】
本発明の撮像装置は、前記駆動手段が、前記空の電荷転送路と前記第二の電荷転送路との間に設けられた前記電荷蓄積部に蓄積されている不要電荷を外部に掃き出す掃き出し駆動を行う。
【００３５】
この構成によれば、第二の電荷蓄積部にある欠陥によって発生する不要電荷や、この第二の電荷蓄積部に空の電荷転送路から転送されてきた不要電荷等を外部に掃き出すことができるため、空の電荷転送路と第二の電荷転送路との間に設けられた電荷蓄積部に不要電荷が蓄積され続けてこれがオーバーフローしてしまい、非空の電荷転送路と第二の電荷転送路との間に設けられた電荷蓄積部や第二の電荷転送路に漏れこむのを防ぐことができる。この結果、画質劣化を防止することができる。
【００３６】
本発明の撮像装置は、前記駆動手段が、前記掃き出し駆動中に、前記第一の電荷転送路に読み出されている残りの電荷の前記所定方向への転送駆動も行う。
【００３７】
この構成によれば、不要電荷の掃き出し中に第一の電荷転送路においても電荷が転送されるため、固体撮像素子からの信号出力にかかる時間を短縮することができる。
【００３８】
本発明の撮像装置は、前記第二の電荷転送路は、印加電圧のレベルに応じて電荷蓄積領域又はバリア領域として動作する複数の電荷転送段を含み、前記複数の電荷転送段の各々に、前記電荷蓄積部を介して前記第一の電荷転送路が複数本接続されている。
【００３９】
この構成によれば、電荷転送段の電荷転送方向の幅を光電変換素子の配列ピッチ以上にすることが可能なため、電荷転送段に第一の電荷転送路が１つ接続されている構成と比較して、電荷転送段の電荷転送方向の幅を広げることができ、転送容量を増加させることができる。
【００４０】
本発明の固体撮像素子の駆動方法は、多数の光電変換素子と、前記光電変換素子で発生した電荷を所定方向に転送するための複数本の第一の電荷転送路と、前記複数本の第一の電荷転送路の各々を転送されてきた電荷を該電荷に応じた信号を出力する出力部まで転送する第二の電荷転送路と、前記複数本の第一の電荷転送路の各々と前記第二の電荷転送路との間に設けられた電荷蓄積部とを含む固体撮像素子を駆動する固体撮像素子の駆動方法であって、一部の前記光電変換素子から前記第一の電荷転送路に電荷を読み出し、該電荷を前記所定方向に転送して前記電荷蓄積部に蓄積させた後、該電荷蓄積部から前記第二の電荷転送路に該電荷を転送し、該電荷を前記出力部まで転送して、前記出力部から該電荷に応じた信号を出力させる駆動を行う駆動ステップを有し、前記一部の前記光電変換素子を、前記駆動時に前記一部の前記光電変換素子からの電荷を前記第一の電荷転送路に読み出した時点で、前記複数本の第一の電荷転送路に、前記電荷が読み出されていない空の電荷転送路と、前記電荷が読み出されている非空の電荷転送路とが混在するように選択する。
【００４１】
本発明の固体撮像素子の駆動方法は、前記一部の前記光電変換素子を、前記駆動時に前記一部の前記光電変換素子からの電荷を前記第一の電荷転送路に読み出した時点で、前記複数本の第一の電荷転送路に、前記空の電荷転送路と前記非空の電荷転送路とが交互に並んで存在するように選択する。
【００４２】
本発明の固体撮像素子の駆動方法は、前記空の電荷転送路と前記第二の電荷転送路との間に設けられた前記電荷蓄積部に蓄積されている不要電荷を外部に掃き出す掃き出し駆動を行うステップを有する。
【００４３】
本発明の固体撮像素子の駆動方法は、前記掃き出し駆動中に、前記第一の電荷転送路に読み出されている残りの電荷の前記所定方向への転送駆動も行う。
【００４４】
本発明の固体撮像素子の駆動方法は、前記第二の電荷転送路は、印加電圧のレベルに応じて電荷蓄積領域又はバリア領域として動作する複数の電荷転送段を含み、前記複数の電荷転送段の各々に、前記電荷蓄積部を介して前記第一の電荷転送路が複数本接続されている。
【発明の効果】
【００４５】
本発明によれば、ラインメモリを構成する電荷蓄積部に不要電荷の発生源がある場合でも、この不要電荷による画質への影響を抑え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】
【００４６】
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。
【００４７】
（第一実施形態）
図１は、本発明の第一実施形態であるデジタルカメラやデジタルビデオカメラ等の撮像装置の概略構成例を示す図である。図１において図１３と同じ構成には同一符号を付してある。図１に示す撮像装置は、図１３に示す撮像装置の垂直転送路駆動回路４００、ＬＭ駆動回路３００、水平転送路駆動回路２００を、それぞれ、垂直転送路駆動回路４０、ＬＭ駆動回路３０、水平転送路駆動回路２０に変更した構成であり、その他の構成は、図１３と同じである。
【００４８】
垂直転送路駆動回路４０、ＬＭ駆動回路３０、及び水平転送路駆動回路２０で構成される固体撮像素子１００の駆動手段は、垂直転送路駆動回路４００、ＬＭ駆動回路３００、及び水平転送路駆動回路２００で構成される駆動手段とはその駆動方法が異なり、以下、その駆動方法について説明する。
【００４９】
図２は、図１に示す固体撮像素子から４フィールドのインターレース方式によって信号を読み出す際の第１フィールドの動作例を説明するための図であり、図１４に対応した図である。図３は、図１に示す固体撮像素子から４フィールドのインターレース方式によって信号を読み出す際の第１フィールドの各駆動パルスのタイミングチャートである。図４は、図１に示す固体撮像素子から４フィールドのインターレース方式によって信号を読み出す際の第２フィールドの動作例を説明するための図であり、図１４に対応した図である。図５は、図１に示す固体撮像素子から４フィールドのインターレース方式によって信号を読み出す際の第２フィールドの各駆動パルスのタイミングチャートである。
【００５０】
第１フィールドでは、まず、転送電極Ｖ３〜Ｖ６にミドルレベルのパルスを印加した状態で転送電極Ｖ３に読み出しパルスを印加し、ＢＲ行の各光電変換素子１に蓄積されている電荷を、転送電極Ｖ３〜Ｖ６下方の垂直電荷転送路２に読み出す。次に、読み出した電荷を、転送パルスφＶ１〜φＶ８を制御して垂直方向に転送し、ラインメモリＬＭに最も近い位置にあるＲ電荷及びＢ電荷を電荷蓄積部５に転送する（期間ｔ１）。
【００５１】
次に、転送パルスφＨ１をハイレベル、転送パルスφＨ２をローレベルにした状態で、駆動パルスφＬＭを短期間だけローレベルにして、電荷転送段Ｈ１にＲ電荷とＢ電荷を転送する（期間ｔ２）。
【００５２】
次に、転送パルスφＨ１，φＨ２を制御して、水平電荷転送路３に読み出したＲ電荷とＢ電荷を出力部４まで転送し、ここからＲ電荷，Ｂ電荷に応じた電圧信号を出力させる（期間ｔ３）。
【００５３】
次に、期間ｔ１〜期間ｔ３の駆動を２回繰り返した後、転送パルスφＨ１をローレベル、転送パルスφＨ２をハイレベルにした状態で、駆動パルスφＬＭを短期間だけローレベルにして、電荷転送段Ｈ２に、ここに接続される電荷蓄積部５に蓄積されていた不要電荷を転送する（期間ｔ４）。
【００５４】
次に、転送パルスφＨ１，φＨ２を制御して、水平電荷転送路３に読み出した不要電荷を出力部４まで転送し、ここから不要電荷を、例えば出力部４に含まれるリセットドレインを介して外部に出力させる（期間ｔ５）。尚、この不要電荷の排出期間中、転送パルスφＶ１〜φＶ８を制御して垂直電荷転送路２に読み出されている電荷を垂直方向に転送し、ラインメモリＬＭに最も近い位置にあるＲ電荷及びＢ電荷を電荷蓄積部５に転送しておく。
【００５５】
以降、期間ｔ２、ｔ３、ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５をこの順で行う駆動パターンを、繰り返し行って、垂直電荷転送路２に読み出された電荷に応じた信号を全て出力して、第１フィールドを終了する。
【００５６】
第２フィールドでは、まず、転送電極Ｖ３〜Ｖ６にミドルレベルのパルスを印加した状態で転送電極Ｖ５に読み出しパルスを印加し、第一のＧ行の各光電変換素子１に蓄積されている電荷を、転送電極Ｖ３〜Ｖ６下方の垂直電荷転送路２に読み出す。次に、読み出した電荷を、転送パルスφＶ１〜φＶ８を制御して垂直方向に転送し、ラインメモリＬＭに最も近い位置にあるＧ電荷を電荷蓄積部５に転送する（期間ｔ１）。
【００５７】
次に、転送パルスφＨ１をローレベル、転送パルスφＨ２をハイレベルにした状態で、駆動パルスφＬＭを短期間だけローレベルにして、電荷転送段Ｈ２にＧ電荷を転送する（期間ｔ２）。
【００５８】
次に、転送パルスφＨ１，φＨ２を制御して、水平電荷転送路３に読み出したＧ電荷を出力部４まで転送し、ここからＧ電荷に応じた電圧信号を出力させる（期間ｔ３）。
【００５９】
次に、期間ｔ１〜期間ｔ３の駆動を２回繰り返した後、転送パルスφＨ１をハイレベル、転送パルスφＨ２をローレベルにした状態で、駆動パルスφＬＭを短期間だけローレベルにして、電荷転送段Ｈ１に、ここに接続される電荷蓄積部５に蓄積されていた不要電荷を転送する（期間ｔ４）。
【００６０】
次に、転送パルスφＨ１，φＨ２を制御して、水平電荷転送路３に読み出した不要電荷を出力部４まで転送し、ここから不要電荷を、例えば出力部４に含まれるリセットドレインを介して外部に出力させる（期間ｔ５）。尚、この不要電荷の排出期間中、転送パルスφＶ１〜φＶ８を制御して、ラインメモリＬＭに最も近い位置にあるＧ電荷を電荷蓄積部５に転送しておく。
【００６１】
以降、期間ｔ２、ｔ３、ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５をこの順で行う駆動パターンを繰り返し行って、垂直電荷転送路２に読み出された電荷に応じた信号を全て出力して、第２フィールドを終了する。
【００６２】
第３フィールドでは、最初に読み出しパルスを印加する転送電極を転送電極Ｖ７にして、転送電極Ｖ７，Ｖ８，Ｖ１，Ｖ２下方に電荷を読み出す以外は、第１フィールドと同様の駆動を行う。第４フィールドでは、最初に読み出しパルスを印加する転送電極を転送電極Ｖ１にして、転送電極Ｖ７，Ｖ８，Ｖ１，Ｖ２下方に電荷を読み出す以外は、第２フィールドと同様の駆動を行う。
【００６３】
尚、以上の説明では、各フィールドにおいて、期間ｔ４と期間ｔ５の駆動、即ち、光電変換素子１から電荷が読み出されていない垂直電荷転送路２に接続された電荷蓄積部５（以下、空の電荷蓄積部５という）に蓄積されている不要電荷を外部に掃き出す駆動（以下、不要電荷掃き出し駆動という）を設けているが、この不要電荷掃き出し駆動は必須ではない。ただし、この駆動を行わない場合、空の電荷蓄積部５には時間とともに不要電荷が蓄積されていくため、ある程度の時間が経過すると、ここから不要電荷が溢れてしまう恐れがあり、この溢れた不要電荷が、光電変換素子１から電荷が読み出されている垂直電荷転送路２に接続された電荷蓄積部５や水平電荷転送路３に漏れこんで画質劣化の原因となる。このため、不要電荷掃き出し駆動を設けることが画質向上の上で好ましい。不要電荷掃き出し駆動を省略する場合には、図３及び図５の期間ｔ４と期間ｔ５を期間ｔ１に置き換えれば良い。
【００６４】
以下、図３及び図５に示す本実施形態の撮像装置による駆動方法の効果について説明する。
電荷転送段Ｈ１に接続される電荷蓄積部５に着目すると、図１５に示す従来例では、電荷転送段Ｈ１に接続される電荷蓄積部５に不要電荷が蓄積される不要電荷蓄積期間（図１５の期間ｔ２〜次の期間ｔ２までの期間）に、水平電荷転送２回分（期間ｔ３，ｔ５）と電荷蓄積部５から水平電荷転送路３への電荷転送１回分（期間ｔ４）と垂直電荷転送１回分（期間ｔ１）とが行われている。
【００６５】
これに対し、図３及び図５に示す例では、不要電荷蓄積期間（図３及び図５の期間ｔ２〜次の期間ｔ２までの期間）のうち、期間ｔ４及びｔ５を含まない期間である第一の不要電荷蓄積期間に、水平電荷転送１回分（期間ｔ３）と垂直電荷転送１回分（期間ｔ１）とが行われている。つまり、第一の不要電荷蓄積期間については、図１５に示す従来例よりも、水平電荷転送１回分と、電荷蓄積部５から水平電荷転送路３への電荷転送１回分の時間を短縮することができる。
【００６６】
又、図３及び図５に示す例では、不要電荷蓄積期間のうち、期間ｔ４及びｔ５を含む期間である第二の不要電荷蓄積期間については、図１５に示す従来例と同様に、水平電荷転送２回分（期間ｔ３，ｔ５）と電荷蓄積部５から水平電荷転送路３への電荷転送１回分（期間ｔ４）と垂直電荷転送１回分とが行われている。しかし、本実施形態の場合、この垂直電荷転送１回分の期間は、不要電荷を水平転送している期間ｔ５と同時に行っている。このため、第二の不要電荷蓄積期間については、図１５に示す従来例よりも、垂直電荷転送１回分の時間を短縮することができる。
【００６７】
このように、本実施形態の撮像装置によれば、不要電荷蓄積期間を、図１５に示す従来例よりも短縮することができるため、電荷転送段Ｈ１に接続される電荷蓄積部５に欠陥があった場合でも、その欠陥によって発生する不要電荷の量を、従来例よりも少なくすることができる。したがって、電荷転送段Ｈ１に接続される電荷蓄積部５に転送されてきた電荷に重畳される不要電荷が少なくなり、電荷蓄積部５の欠陥に起因した縦スジレベルを抑制して画質向上を図ることができる。又、不要電荷掃き出し駆動を設けない場合には、不要電荷蓄積期間をより短縮することができるため、更に縦スジレベルを抑制することが可能となる。
【００６８】
尚、図１５の例においても、期間ｔ５と同時に期間ｔ１を行うことは可能である。しかし、期間ｔ５は、画像データを生成するために必要な信号を出力している期間であり、この期間に垂直電荷転送を行ってしまうと、転送パルスの立ち上がりや立ち下がりのエッジによって出力信号にノイズが乗り、画質が劣化してしまう。このため、この期間に垂直電荷転送を行うことは好ましくない。一方、図３及び図５の例では、期間ｔ５が、画像データを生成するための信号出力を行う期間ではなく、画像データに必要のない不要電荷を排出している期間であるため、この期間に垂直電荷転送を行っても何ら画質に影響は与えない。したがって、第二の不要電荷蓄積期間については、図１５に示す従来例よりも垂直電荷転送１回分の時間を短縮することが可能となっており、これにより、フレームレートの向上も実現することができる。
【００６９】
又、本実施形態では、各フィールドにおいて、光電変換素子１から電荷を読み出した時点で、電荷が読み出されていない空の垂直電荷転送路２と、電荷が読み出されている非空の垂直電荷転送路２が水平方向に交互に並んで存在するように、電荷を読み出す光電変換素子１を選択しているが、各フィールドにおいて電荷を読み出す光電変換素子１の選択方法は、これに限らない。
【００７０】
図１５に示す従来例では、各フィールドにおいて、複数本の垂直電荷転送路２の各々に光電変換素子１から電荷を読み出すため、電荷蓄積部５に蓄積させた電荷を水平電荷転送路３に転送させる直前（図１５の期間ｔ２の直前）の状態で、ｎ個の電荷蓄積部５の全てに、光電変換素子１から読み出された電荷が蓄積されてしまっている。このため、不要電荷蓄積期間に、水平電荷転送１回分と、電荷蓄積部５から水平電荷転送路３への電荷転送１回分の時間を、図３及び図５の例よりも余分に設ける必要がある。
【００７１】
この余分をなくすためには、各フィールドにおいて、電荷蓄積部５に蓄積させた電荷を水平電荷転送路３に転送させる直前（図３及び図５の期間ｔ２の直前）の状態で、ｎ個の電荷蓄積部５の一部にだけ、光電変換素子１から読み出された電荷が蓄積されている状況を作っておけば良い。つまり、光電変換素子１から電荷を読み出した時点で、空の垂直電荷転送路２と非空の垂直電荷転送路２とが混在するように、フィールドの最初に電荷を読み出す光電変換素子１を選択しておけば良い。例えば、空の垂直電荷転送路２と非空の垂直電荷転送路２とが、それぞれ２つずつ水平方向に交互に並ぶように、電荷を読み出す光電変換素子１を選択するようにしても良い。
【００７２】
又、本実施形態では、光電変換素子１の配列が、図１に示すように市松状のものを前提としているが、この配列は公知の様々な配列を採用することができる。例えば、光電変換素子１が正方格子状に配列された構成であっても良い。この場合でも、複数の光電変換素子列から選択的に電荷を読み出せるように読み出しゲートを配置しておくことで、本発明を適用可能である。又、カラーフィルタ配列についても図１に限らず、公知の様々なものを採用することができる。
【００７３】
又、本実施形態では、不要電荷掃き出し駆動を、垂直電荷転送を３回行う毎に１回行うようにしているが、この割合は特に制限されるものではない。
【００７４】
（第二実施形態）
図６は、本発明の第二実施形態であるデジタルカメラやデジタルビデオカメラ等の撮像装置の概略構成例を示す図である。図６において図１と同じ構成には同一符号を付してある。図６に示す撮像装置は、図１に示す撮像装置の固体撮像素子１００、垂直転送路駆動回路４０、ＬＭ駆動回路３０、水平転送路駆動回路２０を、それぞれ、固体撮像素子１００’、垂直転送路駆動回路４０’、ＬＭ駆動回路３０’、水平転送路駆動回路２０’に変更した構成であり、その他の構成は、図１と同じである。
【００７５】
固体撮像素子１００’は、図１に示す固体撮像素子１００のラインメモリＬＭを構成するＬＭ電極６を、ｎ個の電荷蓄積部５毎に分離した構成となっている。ｎ個のＬＭ電極６のうち、図６中の左から数えて奇数番目にあるＬＭ電極６には配線７が接続され、偶数番目にあるＬＭ電極６には配線８が接続されている。配線７，８には、それぞれ、ＬＭ駆動回路３０’から駆動パルスφＬＭ１，φＬＭ２が印加される。駆動パルスφＬＭ１，φＬＭ２は、それぞれハイレベルとローレベルの状態をとることができる。以下では、駆動パルスφＬＭ１が印加されるＬＭ電極６をＬＭ１といい、駆動パルスφＬＭ２が印加されるＬＭ電極６をＬＭ２という。
【００７６】
水平電荷転送路３上方の転送電極Ｈａ,Ｈｂは、隣接する２つの電荷蓄積部５に対して１つの電荷転送段が接続されるように、その幅が図１よりも水平方向に大きくなっている。このような構成により、水平電荷転送路３の電荷転送段の水平方向のピッチを図１よりも広げることができ、転送容量を増大させることができる。又、ｎ個の電荷蓄積部５を半分ずつ独立に制御できるため、水平電荷転送路３における電荷の加算駆動がやりやすくなり、柔軟な駆動を採用することが可能となる。尚、水平電荷転送路３上方の転送電極Ｈａ，Ｈｂは、隣接する３つ以上の電荷蓄積部５に対して１つの電荷転送段が接続されるように構成しても良い。
【００７７】
垂直転送路駆動回路４０’、ＬＭ駆動回路３０’、及び水平転送路駆動回路２０’で構成される固体撮像素子１００’の駆動手段は、垂直転送路駆動回路４０、ＬＭ駆動回路３０、及び水平転送路駆動回路２０で構成される駆動手段とはその駆動方法が異なり、以下、その駆動方法について説明する。この駆動方法の基本的な考え方は同じであり、光電変換素子１から電荷を読み出した時点で、空の垂直電荷転送路２と非空の垂直電荷転送路２とが混在するように、各フィールドの最初で電荷を読み出す光電変換素子１を選択するようにしている。
【００７８】
図７は、図６に示す固体撮像素子から４フィールドのインターレース方式によって信号を読み出す際の第１フィールドの動作例を説明するための図であり、図１４に対応した図である。図８は、図６に示す固体撮像素子から４フィールドのインターレース方式によって信号を読み出す際の第１フィールドの各駆動パルスのタイミングチャートである。図９は、図６に示す固体撮像素子から４フィールドのインターレース方式によって信号を読み出す際の第２フィールドの動作例を説明するための図であり、図１４に対応した図である。図１０は、図６に示す固体撮像素子から４フィールドのインターレース方式によって信号を読み出す際の第２フィールドの各駆動パルスのタイミングチャートである。図７及び図９において、電荷蓄積部５のブロックの下にある“ＬＭ１”と“ＬＭ２”を付したブロックは、その電荷蓄積部５上方にあるＬＭ電極６の名称を示している。
【００７９】
第１フィールドでは、まず、転送電極Ｖ３〜Ｖ６にミドルレベルのパルスを印加した状態で転送電極Ｖ３に読み出しパルスを印加し、ＢＲ行の各光電変換素子１に蓄積されている電荷を、転送電極Ｖ３〜Ｖ６下方の垂直電荷転送路２に読み出す。次に、読み出した電荷を、転送パルスφＶ１〜φＶ８を制御して垂直方向に転送し、ラインメモリＬＭに最も近い位置にあるＲ電荷及びＢ電荷を電荷蓄積部５に転送する（期間ｔ１）。
【００８０】
次に、転送パルスφＨ１をハイレベル、転送パルスφＨ２をローレベルにした状態で、駆動パルスφＬＭ１を短期間だけローレベルにして、電荷転送段Ｈ１にＲ電荷を転送する（期間ｔ２）。
【００８１】
次に、転送パルスφＨ１，φＨ２を制御して、水平電荷転送路３に読み出したＲ電荷を出力部４まで転送し、ここからＲ電荷に応じた電圧信号を出力させる（期間ｔ３）。
【００８２】
次に、転送パルスφＨ１をローレベル、転送パルスφＨ２をハイレベルにした状態で、駆動パルスφＬＭ１を短期間だけローレベルにして、電荷転送段Ｈ２にＢ電荷を転送する（期間ｔ４）。
【００８３】
次に、転送パルスφＨ１，φＨ２を制御して、水平電荷転送路３に読み出したＢ電荷を出力部４まで転送し、ここからＢ電荷に応じた電圧信号を出力させる（期間ｔ５）。
【００８４】
次に、期間ｔ１〜期間ｔ５の駆動を２回繰り返した後、転送パルスφＨ１をハイレベル、転送パルスφＨ２をハイレベルにした状態で、駆動パルスφＬＭ２を短期間だけローレベルにして、電荷転送段Ｈ１及びＨ２に、ここに接続される電荷蓄積部５のうちＬＭ２が上方に設けられた電荷蓄積部５に蓄積されていた不要電荷を転送する（期間ｔ６）。
【００８５】
次に、転送パルスφＨ１，φＨ２を制御して、水平電荷転送路３に読み出した不要電荷を出力部４まで転送し、ここから不要電荷を、例えば出力部４に含まれるリセットドレインを介して外部に出力させる（期間ｔ７）。尚、この不要電荷の排出期間中、転送パルスφＶ１〜φＶ８を制御して垂直電荷転送路２に読み出されている電荷を垂直方向に転送し、ラインメモリＬＭに最も近い位置にあるＲ電荷及びＢ電荷を電荷蓄積部５に転送しておく。
【００８６】
以降、期間ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５、ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５、ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５、ｔ６、ｔ７をこの順で行う駆動パターンを、繰り返し行って、垂直電荷転送路２に読み出された電荷に応じた信号を全て出力して、第１フィールドを終了する。
【００８７】
第２フィールドでは、まず、転送電極Ｖ３〜Ｖ６にミドルレベルのパルスを印加した状態で転送電極Ｖ５に読み出しパルスを印加し、第一のＧ行の各光電変換素子１に蓄積されている電荷を、転送電極Ｖ３〜Ｖ６下方の垂直電荷転送路２に読み出す。次に、読み出した電荷を、転送パルスφＶ１〜φＶ８を制御して垂直方向に転送し、ラインメモリＬＭに最も近い位置にあるＧ電荷を電荷蓄積部５に転送する（期間ｔ１）。
【００８８】
次に、転送パルスφＨ１をハイレベル、転送パルスφＨ２をローレベルにした状態で、駆動パルスφＬＭ２を短期間だけローレベルにして、電荷転送段Ｈ１にＧ電荷を転送する（期間ｔ２）。
【００８９】
次に、転送パルスφＨ１，φＨ２を制御して、水平電荷転送路３に読み出したＧ電荷を出力部４まで転送し、ここからＧ電荷に応じた電圧信号を出力させる（期間ｔ３）。
【００９０】
次に、転送パルスφＨ１をローレベル、転送パルスφＨ２をハイレベルにした状態で、駆動パルスφＬＭ２を短期間だけローレベルにして、電荷転送段Ｈ２にＧ電荷を転送する（期間ｔ４）。
【００９１】
次に、転送パルスφＨ１，φＨ２を制御して、水平電荷転送路３に読み出したＧ電荷を出力部４まで転送し、ここからＧ電荷に応じた電圧信号を出力させる（期間ｔ５）。
【００９２】
次に、期間ｔ１〜期間ｔ５の駆動を２回繰り返した後、転送パルスφＨ１をハイレベル、転送パルスφＨ２をハイレベルにした状態で、駆動パルスφＬＭ１を短期間だけローレベルにして、電荷転送段Ｈ１及びＨ２に、ここに接続される電荷蓄積部５のうちＬＭ１が上方に設けられた電荷蓄積部５に蓄積されていた不要電荷を転送する（期間ｔ６）。
【００９３】
次に、転送パルスφＨ１，φＨ２を制御して、水平電荷転送路３に読み出した不要電荷を出力部４まで転送し、ここから不要電荷を、例えば出力部４に含まれるリセットドレインを介して外部に出力させる（期間ｔ７）。尚、この不要電荷の排出期間中、転送パルスφＶ１〜φＶ８を制御して垂直電荷転送路２に読み出されている電荷を垂直方向に転送し、ラインメモリＬＭに最も近い位置にあるＧ電荷を電荷蓄積部５に転送しておく。
【００９４】
以降、期間ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５、ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５、ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５、ｔ６、ｔ７をこの順で行う駆動パターンを、繰り返し行って、垂直電荷転送路２に読み出された電荷に応じた信号を全て出力して、第２フィールドを終了する。
【００９５】
第３フィールドでは、最初に読み出しパルスを印加する転送電極を転送電極Ｖ７にして、転送電極Ｖ７，Ｖ８，Ｖ１，Ｖ２下方に電荷を読み出す以外は、第１フィールドと同様の駆動を行う。第４フィールドでは、最初に読み出しパルスを印加する転送電極を転送電極Ｖ１にして、転送電極Ｖ７，Ｖ８，Ｖ１，Ｖ２下方に電荷を読み出す以外は、第２フィールドと同様の駆動を行う。
【００９６】
尚、以上の説明では、各フィールドにおいて、期間ｔ６と期間ｔ７の駆動、即ち、光電変換素子１から電荷が読み出されていない垂直電荷転送路２に接続された電荷蓄積部５（以下、空の電荷蓄積部５という）に蓄積されている不要電荷を外部に掃き出す駆動（以下、不要電荷掃き出し駆動という）を設けているが、この不要電荷掃き出し駆動は必須ではない。ただし、この駆動を行わない場合、空の電荷蓄積部５には時間とともに不要電荷が蓄積されていくため、ある程度の時間が経過すると、ここから不要電荷が溢れてしまう恐れがあり、この溢れた不要電荷が、光電変換素子１から電荷が読み出されている垂直電荷転送路２に接続された電荷蓄積部５や水平電荷転送路３に漏れこんで画質劣化の原因となる。このため、不要電荷掃き出し駆動を設けることが画質向上の上で好ましい。不要電荷掃き出し駆動を省略する場合には、図８及び図１０の期間ｔ６と期間ｔ７を期間ｔ１に置き換えれば良い。
【００９７】
次に、図７〜図１０の駆動方法の効果を説明するために、図６に示す固体撮像素子１００’から２フィールドのインターレース方式によって全光電変換素子１に対応する信号を読み出す際の動作例を説明する。
【００９８】
図１１は、図６に示す固体撮像素子から２フィールドのインターレース方式によって信号を読み出す際の第１フィールドの動作例を説明するための図であり、図１４に対応した図である。図１２は、図６に示す固体撮像素子から２フィールドのインターレース方式によって信号を読み出す際の第１フィールドの各駆動パルスのタイミングチャートである。
【００９９】
第１フィールドでは、まず、転送電極Ｖ３〜Ｖ６にミドルレベルのパルスを印加した状態で転送電極Ｖ３,Ｖ５に読み出しパルスを印加し、ＢＲ行の各光電変換素子１と第一のＧ行の各光電変換素子１に蓄積されている電荷を、転送電極Ｖ３〜Ｖ６下方の垂直電荷転送路２に読み出す。次に、読み出した電荷を、転送パルスφＶ１〜φＶ８を制御して垂直方向に転送し、ラインメモリＬＭに最も近い位置にあるＲ電荷、Ｂ電荷、及びＧ電荷を電荷蓄積部５に転送する（期間ｔ１）。
【０１００】
次に、転送パルスφＨ１をハイレベル、転送パルスφＨ２をローレベルにした状態で、駆動パルスφＬＭ１を短期間だけローレベルにして、電荷転送段Ｈ１にＲ電荷を転送する（期間ｔ２）。
【０１０１】
次に、転送パルスφＨ１，φＨ２を制御して、水平電荷転送路３に読み出したＲ電荷を出力部４まで転送し、ここからＲ電荷に応じた電圧信号を出力させる（期間ｔ３）。
【０１０２】
次に、転送パルスφＨ１をハイレベル、転送パルスφＨ２をローレベルにした状態で、駆動パルスφＬＭ２を短期間だけローレベルにして、電荷転送段Ｈ１にＧ電荷を転送する（期間ｔ４）。
【０１０３】
次に、転送パルスφＨ１，φＨ２を制御して、水平電荷転送路３に読み出したＧ電荷を出力部４まで転送し、ここからＧ電荷に応じた電圧信号を出力させる（期間ｔ５）。
【０１０４】
次に、転送パルスφＨ１をローレベル、転送パルスφＨ２をハイレベルにした状態で、駆動パルスφＬＭ１を短期間だけローレベルにして、電荷転送段Ｈ２にＢ電荷を転送する（期間ｔ６）。
【０１０５】
次に、転送パルスφＨ１，φＨ２を制御して、水平電荷転送路３に読み出したＢ電荷を出力部４まで転送し、ここからＢ電荷に応じた電圧信号を出力させる（期間ｔ７）。
【０１０６】
次に、転送パルスφＨ１をローレベル、転送パルスφＨ２をハイレベルにした状態で、駆動パルスφＬＭ２を短期間だけローレベルにして、電荷転送段Ｈ２にＧ電荷を転送する（期間ｔ８）。
【０１０７】
次に、転送パルスφＨ１，φＨ２を制御して、水平電荷転送路３に読み出したＧ電荷を出力部４まで転送し、ここからＧ電荷に応じた電圧信号を出力させる（期間ｔ９）。
【０１０８】
期間ｔ９終了後は、再び期間ｔ１に戻り、以降、垂直電荷転送路２に読み出された電荷に応じた信号が全て出力されるまで、期間ｔ１〜ｔ９が繰り返し行われる。以上が、第１フィールドの動作である。第２フィールドでは、最初に読み出しパルスを印加する転送電極を転送電極Ｖ１,Ｖ７にして、転送電極Ｖ７，Ｖ８，Ｖ１，Ｖ２下方に電荷を読み出す以外は、第１フィールドと同様の駆動を行う。
【０１０９】
以下、図８及び図１０に示す本実施形態の撮像装置による駆動方法の効果について説明する。
電荷転送段Ｈ１に接続される電荷蓄積部５のうちＬＭ１が上方に設けられた電荷蓄積部５に着目すると、図１２に示す駆動例では、その電荷蓄積部５に不要電荷が蓄積される不要電荷蓄積期間（図１２の期間ｔ２〜次の期間ｔ２までの期間）に、水平電荷転送４回分（期間ｔ３，ｔ５,ｔ７,ｔ９）と、電荷蓄積部５から水平電荷転送路３への電荷転送３回分（期間ｔ４,ｔ６,ｔ８）と、垂直電荷転送１回分（期間ｔ１）とが行われている。
【０１１０】
これに対し、図８及び図１０に示す例では、不要電荷蓄積期間（図８及び図１０の期間ｔ２〜次の期間ｔ２までの期間）のうち、期間ｔ６及びｔ７を含まない期間である第一の不要電荷蓄積期間に、水平電荷転送２回分（期間ｔ３,ｔ５）と、電荷蓄積部５から水平電荷転送路３への電荷転送１回分（期間ｔ４）と垂直電荷転送１回分（期間ｔ１）とが行われている。つまり、第一の不要電荷蓄積期間については、図１１に示す駆動例よりも、水平電荷転送２回分と、電荷蓄積部５から水平電荷転送路３への電荷転送２回分の時間を短縮することができる。
【０１１１】
又、図８及び図１０に示す例では、不要電荷蓄積期間のうち、期間ｔ６及びｔ７を含む期間である第二の不要電荷蓄積期間については、水平電荷転送３回分（期間ｔ３，ｔ５,ｔ７）と電荷蓄積部５から水平電荷転送路３への電荷転送２回分（期間ｔ４,ｔ６）と垂直電荷転送１回分とが行われている。又、図８及び図１０に示す例の場合、この垂直電荷転送１回分の期間は、不要電荷を水平転送している期間ｔ７と同時に行っている。このため、第二の不要電荷蓄積期間については、図１１に示す駆動例よりも、水平電荷転送１回分と、電荷蓄積部５から水平電荷転送路３への電荷転送１回分と、垂直電荷転送１回分の時間とを短縮することができる。
【０１１２】
このように、本実施形態の撮像装置によれば、水平電荷転送路３に電荷を転送させる直前の状態で、ｎ個の電荷蓄積部５に、電荷が蓄積されているものと、電荷が蓄積されていないものが混在するように、電荷を読み出す光電変換素子１を選択しているため、不要電荷蓄積期間を、図１１に示す駆動例よりも短縮することができる。したがって、電荷転送段Ｈ１に接続される電荷蓄積部５のうちＬＭ１が上方に設けられた電荷蓄積部５に欠陥があった場合でも、その欠陥によって発生する不要電荷の量を、図１１に示す駆動例よりも少なくすることができる。したがって、この電荷蓄積部５に転送されてきた電荷に重畳される不要電荷が少なくなり、電荷蓄積部５の欠陥に起因した縦スジレベルを抑制して画質向上を図ることができる。又、不要電荷掃き出し駆動を設けない場合には、不要電荷蓄積期間をより短縮することができるため、更に縦スジレベルを抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】本発明の第一実施形態であるデジタルカメラやデジタルビデオカメラ等の撮像装置の概略構成例を示す図
【図２】図１に示す固体撮像素子から４フィールドのインターレース方式によって信号を読み出す際の第１フィールドの動作例を説明するための図
【図３】図１に示す固体撮像素子から４フィールドのインターレース方式によって信号を読み出す際の第１フィールドの各駆動パルスのタイミングチャート
【図４】図１に示す固体撮像素子から４フィールドのインターレース方式によって信号を読み出す際の第２フィールドの動作例を説明するための図
【図５】図１に示す固体撮像素子から４フィールドのインターレース方式によって信号を読み出す際の第２フィールドの各駆動パルスのタイミングチャート
【図６】本発明の第二実施形態であるデジタルカメラやデジタルビデオカメラ等の撮像装置の概略構成例を示す図
【図７】図６に示す固体撮像素子から４フィールドのインターレース方式によって信号を読み出す際の第１フィールドの動作例を説明するための図
【図８】図６に示す固体撮像素子から４フィールドのインターレース方式によって信号を読み出す際の第１フィールドの各駆動パルスのタイミングチャート
【図９】図６に示す固体撮像素子から４フィールドのインターレース方式によって信号を読み出す際の第２フィールドの動作例を説明するための図
【図１０】図６に示す固体撮像素子から４フィールドのインターレース方式によって信号を読み出す際の第２フィールドの各駆動パルスのタイミングチャート
【図１１】図６に示す固体撮像素子から２フィールドのインターレース方式によって信号を読み出す際の第１フィールドの動作例を説明するための図
【図１２】図６に示す固体撮像素子から２フィールドのインターレース方式によって信号を読み出す際の第１フィールドの各駆動パルスのタイミングチャート
【図１３】ラインメモリを有する従来の固体撮像素子を搭載したデジタルカメラやデジタルビデオカメラ等の撮像装置の概略構成例を示す図
【図１４】図１３に示す固体撮像素子からインターレース方式によって信号を読み出す際の動作例を説明するための図
【図１５】図１３に示す固体撮像素子からインターレース方式によって信号を読み出す際の各駆動パルスのタイミングチャート
【符号の説明】
【０１１４】
１    光電変換素子
２    垂直電荷転送路
３    水平電荷転送路
４    出力部
５    電荷蓄積部
６    ＬＭ電極
ＬＭ  ラインメモリ
【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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【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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