(57)【要約】【課題】ＯＦＤ電圧を撮影モードに応じて変更して画質の劣化を防ぐことが可能な撮像装置を低コストで提供する。【解決手段】シリコン基板２０上に形成されたｐウェル層内に形成された光電変換素子２１を含む固体撮像素子５と固体撮像素子５を駆動する撮像素子駆動部１０を有するデジタルカメラであって、光電変換素子２１の飽和蓄積容量を超えた電荷をシリコン基板２０に排出するためのオーバーフロードレインを備え、撮像素子駆動部１０は、光電変換素子２１の飽和蓄積容量を制御するための上記オーバーフロードレインに印加するオーバーフロードレイン電圧を、設定された撮影モード（静止画撮影モード、動画撮影モード、ＡＦ画像撮影モード）に応じて変更するものであり、上記オーバーフロードレイン電圧の撮影モード毎の設定値が規則的な値となっている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上に形成された光電変換素子と、前記光電変換素子から読み出された電荷を転送する電荷転送部とを含む固体撮像素子と、前記固体撮像素子を駆動する駆動手段を有する撮像装置であって、
前記光電変換素子から読み出した電荷をその総数が基準となる数に対して１／ｎとなるように前記電荷転送部を駆動して撮像信号を得る撮影モードであって、前記ｎの値がそれぞれ異なる複数の撮影モードを設定可能であり、
前記光電変換素子の飽和蓄積容量を超えた電荷を前記半導体基板に排出するためのオーバーフロードレインを備え、
前記複数の撮影モードのいずれかが設定されたとき、前記駆動手段は、前記光電変換素子の飽和蓄積容量を制御するための前記オーバーフロードレインに印加するオーバーフロードレイン電圧を、前記設定された撮影モードにおける前記ｎの値に応じて変更するものであり、
前記オーバーフロードレイン電圧の前記ｎの値毎の設定値が規則的な値となっている撮像装置。
【請求項２】
請求項１記載の撮像装置であって、
前記オーバーフロードレイン電圧の前記撮影モード毎の設定値のうちのいずれかを基準値としたときに、前記基準値と前記基準値以外の前記設定値との差が規則的な値となっている撮像装置。
【請求項３】
請求項２記載の撮像装置であって、
前記差が、前記基準値で決まる前記光電変換素子の飽和蓄積容量と前記基準値以外の前記設定値で決まる前記光電変換素子の飽和蓄積容量との差分を、前記オーバーフロードレイン電圧の単位電圧あたりの前記光電変換素子の飽和蓄積容量の変化量で割った値となっている撮像装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項記載の撮像装置であって、
前記撮影モード設定時に、前記駆動手段は、更に、撮影条件に応じて前記オーバーフロードレイン電圧を変更するものであり、
前記オーバーフロードレイン電圧の前記撮影条件毎の設定値が規則的な値となっている撮像装置。
【請求項５】
請求項４記載の撮像装置であって、
前記オーバーフロードレイン電圧の前記撮影条件毎の設定値のうちのいずれかを基準値としたときに、前記基準値と前記基準値以外の前記設定値との差が規則的な値となっている撮像装置。
【請求項６】
請求項５記載の撮像装置であって、
前記差が、前記基準値で決まる前記光電変換素子の飽和蓄積容量と前記基準値以外の前記設定値で決まる前記光電変換素子の飽和蓄積容量との差分を、前記オーバーフロードレイン電圧の単位電圧あたりの前記光電変換素子の飽和蓄積容量の変化量で割った値となっている撮像装置。
【請求項７】
請求項４〜６のいずれか１項記載の撮像装置であって、
前記撮影モード設定時、前記駆動手段が、前記撮影条件に応じて前記電荷転送部での電荷の転送容量を変更する撮像装置。
【請求項８】
請求項４〜７のいずれか１項記載の撮像装置であって、
前記撮影条件が撮影感度である撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基板上に形成された光電変換素子と、前記光電変換素子から読み出された電荷を転送する電荷転送部とを含む固体撮像素子と、前記固体撮像素子を駆動する駆動手段を有する撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像装置では、撮像素子に含まれる光電変換素子から読み出した電荷を加算せずに転送する駆動モードと、光電変換素子から読み出した電荷をその総数が１／ｍ（ｍは例えば２，４，８）となるように電荷を加算して転送する加算駆動モードとが実行可能となっている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
例えば、高精細の画像が望まれる静止画撮影モードでは、撮像素子に含まれる光電変換素子から読み出した電荷を加算せずに転送する駆動を行い、高速駆動が望まれる動画撮影モードやＡＦ（自動焦点調節）用の画像データを取得するＡＦ撮影モードでは、光電変換素子から読み出した電荷を加算して転送する駆動を行うといったことが一般的に行われている。
【０００４】
電荷を加算する駆動を行うと、電荷の加算を行わない場合と比べて、電荷転送部に形成される転送パケットに蓄積される電荷量が多くなり、電荷転送部の転送容量（転送パケット容量）が小さい場合には、電荷がオーバーフローしてしまう。このオーバーフローを防ぐ方法としては、電荷転送部の転送容量を大きくする方法と、光電変換素子に蓄積された電荷量がその転送容量を超えないように、オーバーフロードレイン（以下、ＯＦＤと略す）に印加するＯＦＤ電圧を制御して、光電変換素子が飽和するまでに蓄積することのできる（光電変換素子に最大限蓄積することのできる）電荷量（以下、飽和蓄積容量という）を変更する方法とが考えられる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１０９３６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、一般に、動画撮影モードやＡＦ撮影モードでは、転送容量を変更するといったことを行わない。このため、固体撮像素子の製造メーカーでは、設定可能な撮影モードの数だけ、それに対応したＯＦＤ電圧を測定しておく必要がある。ＯＦＤ電圧は、撮像装置によっては、撮影モード毎に設定される撮影感度に応じても変更する必要がある。又、近年の撮像装置は高感度化が進んでおり、設定可能な撮影感度の数が増える傾向にある。このような事情から、ＯＦＤ電圧の測定回数が増える傾向にある。この結果、ＯＦＤ電圧の測定に要する時間が増大し、歩留まり低下による製造コストの増大が懸念される。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ＯＦＤ電圧を撮影モードに応じて変更して画質の劣化を防ぐことが可能な撮像装置を低コストで提供することを目的とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ＯＦＤ電圧を撮影モードに応じて変更して画質の劣化を防ぐことが可能な撮像装置を低コストで提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の撮像装置は、半導体基板上に形成された光電変換素子と、前記光電変換素子から読み出された電荷を転送する電荷転送部とを含む固体撮像素子と、前記固体撮像素子を駆動する駆動手段を有する撮像装置であって、前記光電変換素子から読み出した電荷をその総数が１／ｎとなるように前記電荷転送部を駆動して撮像信号を得る撮影モードであって、前記ｎの値がそれぞれ異なる複数の撮影モードを設定可能であり、前記光電変換素子の飽和蓄積容量を超えた電荷を前記半導体基板に排出するためのオーバーフロードレインを備え、前記複数の撮影モードのいずれかが設定されたとき、前記駆動手段は、前記光電変換素子の飽和蓄積容量を制御するための前記オーバーフロードレインに印加するオーバーフロードレイン電圧を、前記設定された撮影モードにおける前記ｎの値に応じて変更するものであり、前記オーバーフロードレイン電圧の前記ｎの値毎の設定値が規則的な値となっている。
【００１０】
本発明の撮像装置は、前記オーバーフロードレイン電圧の前記撮影モード毎の設定値のうちのいずれかを基準値としたときに、前記基準値と前記基準値以外の前記設定値との差が規則的な値となっている。
【００１１】
本発明の撮像装置は、前記差が、前記基準値で決まる前記光電変換素子の飽和蓄積容量と前記基準値以外の前記設定値で決まる前記光電変換素子の飽和蓄積容量との差分を、前記オーバーフロードレイン電圧の単位電圧あたりの前記光電変換素子の飽和蓄積容量の変化量で割った値となっている。
【００１２】
本発明の撮像装置は、前記撮影モード設定時に、前記駆動手段は、更に、撮影条件に応じて前記オーバーフロードレイン電圧を変更するものであり、前記オーバーフロードレイン電圧の前記撮影条件毎の設定値が規則的な値となっている。
【００１３】
本発明の撮像装置は、前記オーバーフロードレイン電圧の前記撮影条件毎の設定値のうちのいずれかを基準値としたときに、前記基準値と前記基準値以外の前記設定値との差が規則的な値となっている。
【００１４】
本発明の撮像装置は、前記差が、前記基準値で決まる前記光電変換素子の飽和蓄積容量と前記基準値以外の前記設定値で決まる前記光電変換素子の飽和蓄積容量との差分を、前記オーバーフロードレイン電圧の単位電圧あたりの前記光電変換素子の飽和蓄積容量の変化量で割った値となっている。
【００１５】
本発明の撮像装置は、前記撮影モード設定時、前記駆動手段が、前記撮影条件に応じて前記電荷転送部での電荷の転送容量を変更する。
【００１６】
本発明の撮像装置は、前記撮影条件が撮影感度である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
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。
【００１８】
（第一実施形態）
図１は、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（Charge Coupled Device）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。
【００１９】
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。
【００２０】
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撮像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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
図２は、図１に示す固体撮像素子５の構成例を示す平面模式図である。図３は、図２の破線で示した領域２５の拡大図である。
図２に示す固体撮像素子５は、半導体基板であるシリコン基板２０上に形成されたｐウェル層内の垂直方向Ｙとこれに直交する水平方向Ｘに格子状に配列されたｎ型不純物層からなる多数の光電変換素子２１と、多数の光電変換素子２１の各々で発生した電荷を垂直方向Ｙに転送する複数本の垂直電荷転送部（ＶＣＣＤ）２２と、複数本の垂直電荷転送部２２の各々を転送されてきた電荷を水平方向Ｙに転送する水平電荷転送部（ＨＣＣＤ）２３と、水平電荷転送部２３を転送されてきた電荷を信号に変換して出力する出力部２４とを備える。
【００２４】
図３に示すように、垂直電荷転送部２２は、シリコン基板２０上のｐウェル層内に形成されたｎ型不純物領域からなる図示しない電荷転送チャネルと、この電荷転送チャネル上方に垂直方向Ｙに配列して形成された多数の転送電極２２ａとにより構成されている。各光電変換素子２１には３つの転送電極２２ａが対応して設けられている。垂直方向Ｙに隣接する２つの光電変換素子２１の各々に対応する計６つの転送電極２２ａには、それぞれ転送パルスφＶ１〜φＶ６が撮像素子駆動部１０から印加され、これにより垂直電荷転送部２２は６相駆動される。
【００２５】
転送パルスφＶ１〜φＶ６は、それぞれローレベルとそれよりも高いハイレベルとをとることができる。ハイレベルの転送パルスが印加された転送電極２２ａ下方の電荷転送チャネルには、電荷を蓄積可能なパケットが形成され、ローレベルの転送パルスが印加された転送電極２２ａ下方の電荷転送チャネルには、該パケットのバリアが形成される。
【００２６】
水平電荷転送部２３も、垂直電荷転送部２２と同様に、シリコン基板２０上のｐウェル層内に形成されたｎ型不純物領域からなる図示しない電荷転送チャネルと、この電荷転送チャネル上方に水平方向Ｘに配列して形成された図示しない多数の転送電極とにより構成されている。この多数の転送電極には、それぞれ転送パルスφＨ１，φＨ２が撮像素子駆動部１０から印加され、これにより水平電荷転送部２３は２相駆動される。又、図示してはいないが、垂直電荷転送部２２と水平電荷転送部２３との間に公知のラインメモリを設けることで、水平電荷転送部２３において電荷を加算することが可能となる。
【００２７】
光電変換素子２１下方のｐウェル層は、光電変換素子２１の飽和蓄積容量を超える電荷をシリコン基板２０に排出するためのオーバーフロードレインとして機能する。ｐウェル層には撮像素子駆動部１０からＯＦＤ電圧φＯＦＤが印加される。このＯＦＤ電圧の大きさによって、オーバーフロードレインのバリア電位を制御することができ、光電変換素子２１の飽和蓄積容量を変更することが可能となっている。
【００２８】
本実施形態のデジタルカメラは、多数の光電変換素子２１の各々から読み出した電荷を、その総数が１／ｎ（ｎは自然数）となるように固体撮像素子５を駆動して撮像信号を得る撮影モードであって、ｎの値がそれぞれ異なる複数の撮影モードを設定可能となっている。ｎの値が１のとき、撮像素子駆動部１０は、多数の光電変換素子２１の各々から読み出した電荷を加算せずに、そのまま転送して、撮像信号を出力させる。ｎの値が２以上のとき、撮像素子駆動部１０は、多数の光電変換素子２１の各々からから読み出した電荷を、その総数が１／２となるように加算して転送して、撮像信号を出力させる。電荷の加算方法としては、垂直電荷転送部２２で加算する方法、水平電荷転送部２３で加算する方法、これらを組み合わせた方法が挙げられる。
【００２９】
本実施形態では、例えば、静止画撮影を行うための静止画撮影モードと、動画撮影を行うための動画撮影モードと、自動焦点調節機能実行時の合焦位置の決定に必要な画像データを取得するための撮影を行うＡＦ撮影モードとの３つの撮影モードが設定可能となっている。静止画撮影モード設定時にはｎ＝１となり、動画撮影モード設定時にはｎ＝４となり、ＡＦ撮影モード設定時はｎ＝８となる。
【００３０】
撮像素子駆動部１０は、この３つの撮影モードがそれぞれ設定されたとき、垂直電荷転送部２２の電荷の転送容量が同一となるように固体撮像素子５を駆動する。
この転送容量は、電荷の転送時に１つの光電変換素子２１に対応して形成すべきパケット数（ハイレベルの転送パルスを印加する転送電極２２ａの数）のことである。電荷を転送する際には、パケット数をｐ（ｐは自然数）個→（ｐ＋１）個→ｐ個→（ｐ＋１）個→・・・のように１個だけ増減させながら電荷の転送が行われる。このため、光電変換素子２１に蓄積された電荷を漏れなく転送できるようにするには、転送容量はｐパケット分必要となり、この個数ｐが転送容量となる。以下では、上記３つの撮影モード設定時には、ｐ＝４となるように固体撮像素子５が駆動されるものとする。
【００３１】
光電変換素子２１の飽和蓄積容量が一定であると、上記ｎの値が大きくなるほど、ｐ個のパケットに蓄積される電荷が多くなるため、ｐ個のパケットから電荷が溢れる可能性がある。そこで、本実施形態では、撮像素子駆動部１０が、ｎの値に応じてＯＦＤ電圧を変更して、光電変換素子２１の飽和蓄積容量を変更するようにしている。
【００３２】
例えば、各撮影モードにおいて生成すべき画像の１画素あたりに必要な最大の電荷量を信号電圧に換算して４００ｍＶとすると、各撮影モードにおいて設定される転送容量信号は電圧に換算して４００ｍＶとなる。この場合、撮像素子駆動部１０は、ｎ＝１のときは各光電変換素子２１の飽和蓄積容量を４００ｍＶとする。そして、ｎ＝４のときは各光電変換素子２１の飽和蓄積容量をｎ＝１のときの１／４である１００ｍＶにすることで、電荷が溢れるのを防止する。又、ｎ＝８のときは各光電変換素子２１の飽和蓄積容量をｎ＝１のときの１／８である５０ｍＶにすることで、電荷が溢れるのを防止する。
【００３３】
図４は、撮影モード毎のｎの値、転送容量、各光電変換素子の飽和蓄積容量、及びＯＦＤ電圧の設計例を示した図である。以下では、図４に示した設計例の設計方法を説明する。
【００３４】
固体撮像素子５の製造メーカーは、撮影モードとそれに応じたｎの値（１，４，８）、各撮影モードに共通の転送容量（４パケット分である４００ｍＶ）を決めた後、撮影モード毎の光電変換素子２１の飽和蓄積容量と、それを実現するためのＯＦＤ電圧とを決める。
【００３５】
光電変換素子２１の飽和蓄積容量については、ｎの値と転送容量が決まれば、図４に示したように一意に決定される。
【００３６】
ＯＦＤ電圧については、まず、３つある撮影モードのいずれかを基準の撮影モードとして選択し、基準の撮影モードのときの飽和蓄積容量を実現するために必要なＯＦＤ電圧値を実測によって求める。ここでは、静止画モードを基準とし、飽和蓄積容量４００ｍＶを実現するためのＯＦＤ電圧を実測し、これをＯＦＤ電圧の基準値Ｖrefとする。又、ＯＦＤ電圧を単位電圧（ここでは例えば１Ｖとする）変化させたときに、光電変換素子２１の飽和蓄積容量がどれくらい変化するかを実測しておく。この実測値をΔＶとする。ＯＦＤ電圧と飽和蓄積容量との関係を測定した結果を図５に示す。図５に示す実測結果からΔＶ＝１００ｍＶであった。
【００３７】
基準値ＶrefとΔＶを実測した後は、以下の式（１）にしたがって基準以外の撮影モードでの飽和蓄積容量を実現するためのＯＦＤ電圧を計算により求める。
【００３８】
算出対象となる撮影モードでの飽和蓄積容量を実現するためのＯＦＤ電圧
＝Ｖref＋｛（基準となる撮影モードでの飽和蓄積容量−算出対象となる撮影モードでの飽和蓄積容量）／ΔＶ｝・・・（１）
【００３９】
事前に決定しておいた飽和蓄積容量と、実測した基準値Ｖref（ここでは６Ｖとする）とΔＶ（＝１００ｍＶ）を式（１）に代入すると、
動画撮影モードでの飽和蓄積容量を実現するためのＯＦＤ電圧は、６＋｛（４００−１００）／１００｝＝９Ｖとなり、
ＡＦ撮影モードでの飽和蓄積容量を実現するためのＯＦＤ電圧は、６＋｛（４００−５０）／１００｝＝９．５Ｖとなる。
【００４０】
このようにして、各撮影モードに設定されたときの飽和蓄積容量及びＯＦＤ電圧を設計する。
【００４１】
本実施形態のデジタルカメラは、図４に示すような設計例にしたがって製造されたものである。このため、静止画撮影モードに設定されると、ＯＦＤ電圧が６Ｖに制御されると共に、ｎの値が１になるように転送パルスφＶ１〜φＶ６及び転送パルスφＨ１，φＨ２のパターンが制御される。又、動画撮影モードが設定されると、ＯＦＤ電圧が９Ｖに制御されると共に、ｎの値が４になるように転送パルスφＶ１〜φＶ６及び転送パルスφＨ１，φＨ２のパターンが制御される。又、ＡＦ撮影モードが設定されると、ＯＦＤ電圧が９．５Ｖに制御されると共に、ｎの値が８になるように転送パルスφＶ１〜φＶ６及び転送パルスφＨ１，φＨ２のパターンが制御される。
【００４２】
以上のように、撮影モード毎のＯＦＤ電圧を全て実測するのではなく、１つのみを実測して、その他は実測値を基にした計算によって求めているため、更なる高感度化が進んだ場合でも、デジタルカメラの製造に要する時間の増大を防ぐことができ、製造コストを削減することができる。
【００４３】
又、本実施形態のデジタルカメラによれば、ｎの値が大きくなるほどＯＦＤ電圧が大きくなるように制御されて飽和蓄積容量が減少するため、ブルーミングが発生するのを防止することができる。
【００４４】
尚、以上の説明では、光電変換素子２１の下にオーバーフロードレインを有する縦型オーバーフロードレイン機構を例にしたが、光電変換素子２１の隣にオーバーフロードレインを有する横型オーバーフロードレイン機構であっても良い。
【００４５】
又、上述した計算方法で求めた各撮影モードに対応するＯＦＤ電圧での光電変換素子２１の飽和蓄積容量の実測値と、図４に示した飽和蓄積容量の設計値とは、ＶrefやΔＶに含まれる測定誤差等のために完全に一致するわけではないが、その誤差は無視できる程度に微小である。
【００４６】
又、以上の説明では、垂直電荷転送部２２を６相駆動し、水平電荷転送部２３を２相駆動するものとしているが、これは、設定可能なｎの値に応じて適宜最適な駆動相数を採用すれば良い。
【００４７】
又、以上の説明では、静止画撮影モード時にｎ＝１となるようにしているが、静止画撮影モードだけでｎが複数設定できるようになっていても良い。例えば、設定された記録画素数に応じてｎの値を変更して静止画撮影をする場合等でも、上述した方法でＯＦＤ電圧を設計しておけば良い。
【００４８】
（第二実施形態）
本実施形態では、第一実施形態で説明したデジタルカメラにおいて、フィルム感度に相当する撮影感度（ＩＳＯ感度）を複数設定可能な場合の構成について説明する。
撮影感度は、高感度になるにしたがって入射光量が減るため、高感度になるにしたがって光電変換素子２１の飽和蓄積容量を少なくすることができる。例えば、撮影感度が１００のときに最低限必要な１画素の飽和蓄積容量（以下、必要飽和という）を信号電圧に換算して４００ｍＶとしたとき、撮影感度が２００のときには１画素の必要飽和を４００ｍＶ／２＝２００ｍＶとすることができ、撮影感度が４００のときには１画素の必要飽和を４００ｍＶ／４＝１００ｍＶとすることができ、撮影感度が８００のときには１画素の必要飽和を４００ｍＶ／８＝５０ｍＶとすることができる。
【００４９】
本実施形態では、各撮影モード時に、ある撮影感度に設定されると、光電変換素子２１の飽和蓄積容量が、その撮影感度のときの必要飽和となるようにＯＦＤ電圧が制御される。
【００５０】
又、垂直電荷転送部２２で電荷を転送しているときに発生する暗電流を抑制するために、必要飽和に応じて、垂直電荷転送部２２での電荷の転送容量を変更するものとしている。
【００５１】
垂直電荷転送部２２での電荷の転送容量は、撮影感度毎の必要飽和に応じて決めることができる。例えば、撮影感度１００のときの転送容量は、４００ｍＶ分の電荷を漏れなく転送することができる最小の容量とすれば良い。本実施形態では、ある撮影感度に設定されると、垂直電荷転送部２２での転送容量が、その撮影感度のときの必要飽和分の電荷を漏れなく転送することができる最小の容量となるように、転送パルスφＶ１〜φＶ６が制御される。尚、図４に示したデータは、撮影感度が１００のときのデータとなっている。
【００５２】
図６は、静止画撮影モード時の撮影感度毎の転送容量（パケット数）、必要飽和、及びＯＦＤ電圧の設計例を示した図である。以下では、図６に示した設計例の設計方法を説明する。
【００５３】
固体撮像素子５の製造メーカーは、撮影感度（１００，２００，４００，８００）とそれに応じた必要飽和（４００，２００，１００，５０）を決めた後、その必要飽和を実現するためのＯＦＤ電圧と、その必要飽和分の電荷を漏れなく転送することのできる最小の転送容量（パケット数）とを決める。パケット数については、１パケットあたりの容量と必要飽和とその飽和ムラとを考慮して決めることができる。
【００５４】
ＯＦＤ電圧については、図４に示したデータを得るために固定と仮定した撮影感度１００を基準の撮影感度として選択し、基準の撮影感度のときの必要飽和を実現するために必要なＯＦＤ電圧値を図４に示したデータから取得し、これをＯＦＤ電圧の基準値Ｖrefとする。又、ＯＦＤ電圧を単位電圧（ここでは例えば１Ｖとする）変化させたときに、光電変換素子２１の飽和蓄積容量がどれくらい変化するかを実測しておく。この実測値ΔＶは、図４に示すデータの設計時に求めているため、これを用いる。
【００５５】
基準値ＶrefとΔＶを求めた後は、以下の式（２）にしたがって基準以外の撮影感度での必要飽和を実現するためのＯＦＤ電圧を計算により求める。
【００５６】
算出対象となる撮影感度での必要飽和を実現するためのＯＦＤ電圧
＝Ｖref＋｛（基準となる撮影感度での必要飽和−算出対象となる撮影感度での必要飽和）／ΔＶ｝・・・（２）
【００５７】
事前に決定しておいた必要飽和と、基準値Ｖref（＝６Ｖ）とΔＶ（＝１００ｍＶ）を式（２）に代入すると、
静止画撮影モード時に撮影感度２００での必要飽和を実現するためのＯＦＤ電圧は、６＋｛（４００−２００）／１００｝＝８Ｖとなり、
静止画撮影モード時に撮影感度４００での必要飽和を実現するためのＯＦＤ電圧は、６＋｛（４００−１００）／１００｝＝９Ｖとなり、
静止画撮影モード時に撮影感度８００での必要飽和を実現するためのＯＦＤ電圧は、６＋｛（４００−５０）／１００｝＝９．５Ｖとなる。
【００５８】
このようにして、各撮影感度に設定されたときの必要飽和、ＯＦＤ電圧、パケット数を設計する。
【００５９】
本実施形態のデジタルカメラは、図６に示すような設計例にしたがって製造されたものである。このため、静止画撮影モードに設定され、且つ、撮影感度が１００に設定されると、ＯＦＤ電圧が６Ｖに制御されると共に、ｎの値が１で且つ転送時の最少パケット数が４つとなるように転送パルスφＶ１〜φＶ６及び転送パルスφＨ１，φＨ２のパターンが制御される。又、静止画撮影モードに設定され、且つ、撮影感度が２００に設定されると、ＯＦＤ電圧が８Ｖに制御されると共に、ｎの値が１で且つ転送時の最少パケット数が３つとなるように転送パルスφＶ１〜φＶ６及び転送パルスφＨ１，φＨ２のパターンが制御される。又、静止画撮影モードに設定され、且つ、撮影感度が４００に設定されると、ＯＦＤ電圧が９Ｖに制御されると共に、ｎの値が１で且つ転送時の最少パケット数が２つとなるように転送パルスφＶ１〜φＶ６及び転送パルスφＨ１，φＨ２のパターンが制御される。又、静止画撮影モードに設定され、且つ、撮影感度が８００に設定されると、ＯＦＤ電圧が９．５Ｖに制御されると共に、ｎの値が１で且つ転送時の最少パケット数が１つとなるように転送パルスφＶ１〜φＶ６及び転送パルスφＨ１，φＨ２のパターンが制御される。
【００６０】
以上のように、撮影感度毎のＯＦＤ電圧を全て実測するのではなく、１つのみを実測して、その他は実測値を基にした計算によって求めているため、更なる高感度化が進んだ場合でも、デジタルカメラの製造に要する時間の増大を防ぐことができ、製造コストを削減することができる。
【００６１】
又、本実施形態のデジタルカメラによれば、ＯＦＤ電圧で決まる飽和蓄積容量に応じて垂直電荷転送部２２の転送容量も変更されるため、暗電流による画質劣化を防ぐこともできる。
【００６２】
尚、以上の説明では、撮影感度毎に、転送容量、必要飽和、及びＯＦＤ電圧を設計するものとしたが、撮影感度ではなく、入射光量に応じて転送容量、必要飽和、及びＯＦＤ電圧を設計するようにしても良い。例えば、露出値毎に転送容量、必要飽和、及びＯＦＤ電圧のデータを持っておき、撮影時に設定された露出値に応じて転送容量、必要飽和、及びＯＦＤ電圧を変更した駆動を行うようにしても良い。
【００６３】
又、上述した計算方法で求めた撮影感度２００，４００，８００のそれぞれに対応するＯＦＤ電圧での光電変換素子２１の飽和蓄積容量の実測値と、図６に示した必要飽和の設計値とは、ＶrefやΔＶに含まれる測定誤差等のために完全に一致するわけではないが、その誤差は無視できる程度に微小である。
【００６４】
又、以上の説明では、ｎ＝１となる静止画撮影モード設定時に各撮影感度が設定されたときのＯＦＤ電圧の設計方法について説明したが、ｎ＝２やｎ＝４等のｎが他の値となる撮影モードについても同様に、撮影感度毎にＯＦＤ電圧を設計しておくことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【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】図１に示す固体撮像素子５の構成例を示す平面模式図
【図３】図２の破線で示した領域２５の拡大図
【図４】撮影モード毎の加算数ｎ、必要信号量、飽和蓄積容量、及びＯＦＤ電圧の設計例を示す図
【図５】ＯＦＤ電圧と飽和蓄積容量の関係を実測した結果を示した図
【図６】撮影感度毎の転送容量、必要飽和、及びＯＦＤ電圧の設計例を示した図
【符号の説明】
【００６６】
５    固体撮像素子
１０  撮像素子駆動部
２０  シリコン基板
２１  光電変換素子
２２  垂直電荷転送部
２３  水平電荷転送部
２４  出力部
【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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