JPH11331706A - 固体撮像素子およびその駆動方法、並びにカメラシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画素加算読み出しモードにて２画素以上の信
号電荷を加算して読み出すことにより、感度およびフレ
ームレートの向上を図ることができるが、ダイナミック
レンジを有効に拡大することができない。 【解決手段】 画素独立読み出しモードと画素加算読み
出しモードとを適宜切り替え可能な構成のＣＣＤイメー
ジャ１０において、その出力部２４の出力変換効率を、
モード設定部１２で設定されたモードに対応して、変換
効率切り替え部１４によって切り替えるようにし、画素
独立読み出しモードでは出力変換効率を高く設定し、画
素加算読み出しモードでは出力変換効率を低く設定す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像素子およ
びその駆動方法、並びにカメラシステムに関し、特に少
なくとも１画素の信号電荷を読み出すモードと、複数画
素の信号電荷を加算して読み出すモードとを適宜切り替
え可能な固体撮像素子およびその駆動方法、並びに固体
撮像素子を撮像デバイスとして搭載したカメラシステム
に関する。

【０００２】

【従来の技術】固体撮像素子として、少なくとも１画素
の信号電荷を読み出すモード、例えば１画素の信号電荷
を独立に読み出すモード（以下、画素独立読み出しモー
ドと称する）と、複数画素の信号電荷を加算して読み出
すモード（以下、画素加算読み出しモードと称する）と
を適宜切り替え可能な構成のＣＣＤ(Charge Coupled De
vice) 固体撮像素子がある。

【０００３】一例として、この種のＣＣＤ固体撮像素子
を撮像デバイスとして搭載して電子スチルカメラにおい
て、画素独立読み出しモードを設定することによって高
解像度の静止画を得る一方、画素加算読み出しモードを
設定することによってフレームレートを上げて、被写体
のモニタリングを可能とするためにモード切り替えが行
われる。このモード切り替えは、ＣＣＤ固体撮像素子の
駆動タイミングを変更することによって実現される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】かかる構成の従来のＣ
ＣＤ固体撮像素子では、画素加算読み出しモードにて２
画素以上の信号電荷を加算して読み出すことにより、感
度およびフレームレートの向上を図ることができるが、
ダイナミックレンジを有効に拡大することができなかっ
た。何故ならば、ダイナミックレンジを決めるパラメー
タである飽和信号量が、ＣＣＤ固体撮像素子の出力部の
取り扱い信号量あるいは当該出力部に接続される外部回
路の動作可能電圧範囲によって制限されるようになるた
め、加算した画素数倍の飽和信号量まで増大することは
できず、ダイナミックレンジを有効に拡大することが困
難であった。

【０００５】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、画素加算読み出しモ
ードの設定時に有効にダイナミックレンジを拡大するこ
とが可能な固体撮像素子およびその駆動方法、並びにカ
メラシステムを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明による固体撮像素
子は、少なくとも１画素の信号電荷を読み出す第１の読
み出しモードと複数画素の信号電荷を加算して読み出す
第２の読み出しモードとを選択的に設定するモード設定
手段と、このモード設定手段によって設定された各モー
ドに対応した駆動タイミングで各部の駆動をなす駆動手
段と、出力変換効率が可変であり、設定された各モード
にて読み出された信号電荷を各モードに対応した出力変
換効率で電気信号に変換して出力する出力手段とを備え
た構成となっている。

【０００７】本発明による駆動方法は、少なくとも１画
素の信号電荷を読み出す第１の読み出しモードと複数画
素の信号電荷を加算して読み出す第２の読み出しモード
とを選択的に設定可能な固体撮像素子において、信号電
荷を電気信号に変換して出力する出力部の出力変換効率
を、設定された各モードに対応して切り替えるようにす
る。また、本発明によるカメラシステムは、上記構成の
固体撮像素子を撮像デバイスとして搭載した構成となっ
ている。

【０００８】上記の構成において、出力変換効率を信号
電荷の読み出しモードに対応して、第１の読み出しモー
ドでは高く設定する。第１の読み出しモードの場合、飽
和信号量は垂直転送部あるいは画素の光電変換部の取り
扱い信号量によって制限される。この高い出力変換効率
のままで第２の読み出しモードを実行すると、飽和信号
量は出力部の取り扱い信号量あるいは当該出力部に接続
される外部回路の動作可能電圧範囲によって制限され、
その飽和信号量を加算する画素数倍だけ大きくすること
はできない。

【０００９】これに対して、第２の読み出しモードでは
出力変換効率を低く設定することで、飽和信号量は大き
くできなくても、ノイズ量については確実に低減でき
る。これにより、ノイズ量と反比例の関係にあるダイナ
ミックレンジを大きくすることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の一
実施形態に係るＣＣＤ固体撮像素子を示す概略構成図で
ある。

【００１１】本実施形態に係るＣＣＤ固体撮像素子１０
は、撮像情報を得るＣＣＤイメージャ１１と、このＣＣ
Ｄイメージャ１１における信号電荷の読み出しモードを
設定するモード設定部１２と、このモード設定部１２に
よって設定されたモードに対応した駆動タイミングでＣ
ＣＤイメージャ１１の駆動をなす駆動系１３と、モード
設定部１２によって設定されたモードに対応してＣＣＤ
イメージャ１１の出力変換効率を切り替える変換効率切
り替え部１４とを有する構成となっている。

【００１２】ＣＣＤイメージャ１１は、行列状に２次元
配置され、入射光をその光量に応じた電荷量の信号電荷
に変換して蓄積する複数個の光電変換素子（画素）２１
と、これら光電変換素子２１の垂直列ごとに設けられ、
各光電変換素子２１から読み出された信号電荷を垂直転
送する複数本の垂直ＣＣＤ２２と、これら垂直ＣＣＤ２
２から転送される１ライン（行）分の信号電荷を水平転
送する水平ＣＣＤ２３と、この水平ＣＣＤ２３によって
転送された信号電荷を電気信号に変換して出力する出力
部２４とを有している。

【００１３】このＣＣＤイメージャ１１において、出力
部２４は、水平ＣＣＤ２４から順次転送された信号電荷
を信号電圧（電気信号）に変換するフローティングディ
フュージョン（ＦＤ）部２４１と、電荷を排出するリセ
ットドレイン（ＲＤ）部２４２と、フローティングディ
フュージョン部２４１内の電荷をリセットドレイン部２
４２に掃き捨てるリセットゲート（ＲＧ）部２４３とか
らなるフローティングディフュージョンアンプ構成とな
っている。

【００１４】ＣＣＤイメージャ１１は、モード設定部１
２における設定操作に応じて、例えば１画素の信号電荷
を独立に読み出す画素独立読み出しモードと、複数画素
の信号電荷を加算して読み出す画素加算読み出しモード
との２つのモードを選択的に採り得る構成となってい
る。これらモードの切り替えは、ＣＣＤイメージャ１１
の駆動タイミング、即ち駆動系１３から出力される各種
の駆動パルスのタイミングを変更することによって実現
される。

【００１５】駆動系１３は、タイミングジェネレータ等
によって構成され、垂直ＣＣＤ２２を転送駆動するため
の例えば４相の垂直転送パルスφＶ１〜φＶ４、水平Ｃ
ＣＤ２３を転送駆動するための例えば２相の水平転送パ
ルスφＨ１，φＨ２、出力部２４のリセットゲート部２
４３のゲート電極（後述する）に印加するリセットパル
スφＲＧなどの各種の駆動パルスを発生することで、Ｃ
ＣＤイメージャ１１の駆動をなす。

【００１６】ここで、画素加算読み出しモードでは、一
例として、水平方向において隣り合う２画素の信号電荷
を加算する場合を例に採り、またその信号電荷の加算を
出力部２４のフローティングディフュージョン部２４１
内で行うものとすると、駆動系１４は、リセットゲート
部２４３のゲート電極に印加するリセットパルスφＲＧ
のタイミングを変更することによってモードの切り替え
を実現する。

【００１７】具体的には、駆動系１３は、モード設定部
１２において画素独立読み出しモードが設定されたとき
には、水平ＣＣＤ２３の２相の水平転送パルスφＨ１，
φＨ２と同じ周期のリセットパルスφＲＧ１を発生し、
画素加算読み出しモードが設定されたときには、リセッ
トパルスφＲＧ１を１パルスおきに間引いたリセットパ
ルス、即ち水平転送パルスφＨ１，φＨ２の２倍の周期
のリセットパルスφＲＧ２を発生する。

【００１８】図２は出力部２４の具体的な構成の一例を
示す平面パターン図であり、図３はそのＸ‐Ｘ′線に沿
った断面構造図である。

【００１９】これらの図から明らかなように、フローテ
ィングディフュージョン部２４１とリセットドレイン部
２４２とは、Ｎ型半導体基板２４４上のＰウェル２４５
の表面側に所定の距離を持ってＮ型不純物層によって形
成されている。また、リセットゲート部２４６は、フロ
ーティングディフュージョン部２４１とリセットドレイ
ン部２４２の間のチャネル領域２４６と、その上方に隣
接して配置された例えば２つのリセットゲート電極２４
７-1，２４７-2とから構成されている。

【００２０】かかる構成の出力部２４において、リセッ
トゲート部２４３の２つのリセットゲート電極２４７-
1，２４７-2には、モード設定部１２で設定された各モ
ードに対応して、図１に示す変換効率切り替え部１４か
ら所定の周期のリセットパルスφＲＧ（φＲＧ１／φＲ
Ｇ２）または所定のバイアス電圧Ｖｏが印加されること
になる。

【００２１】具体的には、変換効率切り替え部１４は、
モード設定部１２において画素独立読み出しモードが設
定されたときには、駆動系１３から出力されるリセット
パルスφＲＧ１をリセットゲート電極２４７-1に与える
とともに、十分高いバイアス電圧Ｖｏをリセットゲート
電極２４７-2に与える。また、画素加算読み出しモード
が設定されたときには、駆動系１３から出力されるリセ
ットパルスφＲＧ２をリセットゲート電極２４７-2に与
えるとともに、十分高いバイアス電圧Ｖｏをリセットゲ
ート電極２４７-1に与える。

【００２２】ここで、画素独立読み出しモードの設定時
には、リセットゲート電極２４７-2に対して十分高いバ
イアス電圧Ｖｏが印加されることで、リセットゲート電
極２４７-2の下方部分のチャネル領域のポテンシャルが
深くなり、事実上リセットドレイン部２４２の一部とな
る。これにより、リセットゲート部２４３では、リセッ
トパルスφＲＧ１が印加されるリセットゲート電極２４
７-1のみによってリセット動作が行われることになる。
なお、リセットゲート電極２４７-2にバイアス電圧Ｖｏ
を印加せずに、リセットゲート電極２４７-1と同じリセ
ットパルスφＲＧ１を印加することによっても同様のリ
セット動作を行うことが可能である。

【００２３】一方、画素加算読み出しモードの設定時に
は、リセットゲート電極２４７-1に対して十分高いバイ
アス電圧Ｖｏが印加されることで、リセットゲート電極
２４７-1の下方部分のチャネル領域のポテンシャルが深
くなり、事実上フローティングディフュージョン部２４
１の一部となる。これにより、リセットゲート部２４３
では、リセットパルスφＲＧ２が印加されるリセットゲ
ート電極２４７-2のみによってリセット動作が行われる
ことになる。

【００２４】ただし、この画素加算読み出しモード場合
には、フローティングディフュージョン部２４１の容量
が大きくなるため、出力部２４の出力変換効率が低下す
ることになる。すなわち、フローティングディフュージ
ョン部２４１の容量をＣ、電荷素量の値をｑとすると、
出力部２４の出力変換効率ηは、 η＝ｑ／Ｃ で表されることから、フローティングディフュージョン
部２４１の容量が大きくなると、出力部２４の出力変換
効率ηが低下する。ここで、画素独立読み出しモードの
出力変換効率をη１、画素加算読み出しモードの出力変
換効率をη２とすると、η１＞η２の関係となる。

【００２５】このことから明らかなように、画素独立読
み出しモードの設定時には、フローティングディフュー
ジョン部２４１側のリセットゲート電極２４７-1に対し
てリセットパルスφＲＧ１を与えるようにする一方、画
素加算読み出しモードの設定時には、リセットドレイン
部２４２側のリセットゲート電極２４７-2に対してリセ
ットパルスφＲＧ２を与えるとともに、リセットゲート
電極２４７-1に対してバイアス電圧Ｖｏを与えるように
したことにより、画素独立読み出しモードと画素加算読
み出しモードで出力変換効率ηを切り替えることができ
る。

【００２６】また、画素独立読み出しモードの設定時に
は、リセットゲート電極２４７-1に与えられるリセット
パルスφＲＧ１が水平転送パルスφＨ１，φＨ２と同じ
周期のパルスであることから、フローティングディフュ
ージョン部２４１では、水平ＣＣＤ２３から転送された
信号電荷が１パケットずつ読み出され、信号電圧Ｖｓｉ
ｇとして出力される。

【００２７】一方、画素加算読み出しモードの設定時に
は、リセットゲート電極２４７-2に与えられるリセット
パルスφＲＧ２が水平転送パルスφＨ１，φＨ２の２倍
の周期のパルスであり、リセットゲート部２４３でのリ
セット動作が１回間引かれることから、フローティング
ディフュージョン部２４１では、水平ＣＣＤ２３から転
送された信号電荷が２パケット（２画素）分ずつ加算さ
れて読み出され、信号電圧Ｖｓｉｇとして出力される。

【００２８】次に、上記構成の本実施形態に係るＣＣＤ
固体撮像素子１０の動作について、図４のタイミングチ
ャートを用いて説明する。なお、図４のタイミングチャ
ートにおいて、（ａ）は画素独立読み出しモード時の水
平転送パルスφＨ１，φＨ２、リセットパルスφＲＧ１
および出力波形ＯＵＴのタイミング関係を、（ｂ）は画
素加算読み出しモード時の水平転送パルスφＨ１，φＨ
２、リセットパルスφＲＧ２および出力波形ＯＵＴのタ
イミング関係をそれぞれ示している。

【００２９】先ず、モード設定部１２において、画素独
立読み出しモードが設定されると、これに対応して駆動
系１３は水平転送パルスφＨ１，φＨ２と同じ周期のリ
セットパルスφＲＧ１を発生する。このとき、変換効率
切り替え部１４は、このリセットパルスφＲＧ１を選択
して出力部２４のリセットゲート電極２４７-1に与える
とともに、リセットゲート電極２４７-2にはバイアス電
圧Ｖｏを与える。

【００３０】これにより、リセットゲート電極２４７-2
の下方部分のチャネル領域がリセットドレイン部２４２
の一部となり、またリセットゲート部２４３は水平ＣＣ
Ｄ２３の転送周期でリセット動作を行う。その結果、フ
ローティングディフュージョン部２４１では、水平ＣＣ
Ｄ２３から転送された信号電荷を１パケットずつ読み出
し、かつ信号電圧Ｖｓｉｇに変換して出力する動作が行
われる。

【００３１】次に、モード設定部１２において、画素加
算読み出しモードが設定されると、これに対応して駆動
系１３は水平転送パルスφＨ１，φＨ２の２倍の周期の
リセットパルスφＲＧ２を発生する。このとき、変換効
率切り替え部１４は、このリセットパルスφＲＧ２を選
択して出力部２４のリセットゲート電極２４７-2に与え
るとともに、リセットゲート電極２４７-1にはバイアス
電圧Ｖｏを与える。

【００３２】これにより、リセットゲート電極２４７-1
の下方部分のチャネル領域がフローティングディフュー
ジョン部２４１の一部となり、またリセットゲート部２
４３はリセット動作が１回間引かれて水平ＣＣＤ２３の
転送周期の２倍の周期でリセット動作が行われる。その
結果、フローティングディフュージョン部２４１では、
水平ＣＣＤ２３から転送された信号電荷を２パケット
（２画素）分加算して読み出し、かつ信号電圧Ｖｓｉｇ
に変換して出力する動作が行われる。

【００３３】上述したように、ＣＣＤイメージャ１１の
出力部２４の出力変換効率を、信号電荷の読み出しモー
ドに対応して可変な構成としたことにより、出力変換効
率を高く設定した画素独立読み出しモードおよび出力変
換効率を低く設定した画素加算読み出しモードを実現で
きる。その結果、画素独立読み出しモードでの感度を向
上できる。

【００３４】さらに、以下に述べる理由により、画素加
算読み出しモードでのダイナミックレンジを拡大するこ
とができる。そのダイナミックレンジＤＲは、 ＤＲ＝（飽和信号量）／（ノイズ量） で表される。以下、飽和信号量およびノイズ量は電圧換
算での値とする。

【００３５】画素独立読み出しモードの場合、飽和信号
量は垂直ＣＣＤ２２あるいは画素の光電変換素子２１の
取り扱い信号量によって制限される。しかし、画素独立
読み出しモードの場合と同じ高い出力変換効率のまま画
素加算読み出しモードを実行すると、先述したように、
飽和信号量はＣＣＤイメージャ１１の出力部２４の取り
扱い信号量あるいは当該出力部２４に接続される外部回
路の動作可能電圧範囲によって制限されるようになる。
したがって、画素加算読み出しモードを実行しても、そ
の飽和信号量を加算した画素数倍だけ大きくすることは
できない。

【００３６】これに対し、本実施形態に係るＣＣＤ固体
撮像素子１０のように、画素加算読み出しモードで出力
変換効率を低く設定すれば、飽和信号量は大きくできな
くても、ノイズ量については確実に低減できるため、ダ
イナミックレンジＤＲを大きくすることができる。

【００３７】一例として、画素加算読み出しモードで加
算する画素数を２とし、高い出力変換効率に対する低い
出力変換効率の比を１／２とする。ここで、画素加算読
み出しモードを高い出力変換効率のままで行っても、上
述した理由により、飽和信号量は２倍にならない。しか
し、暗電流によるノイズ量は√２倍となる。したがっ
て、ダイナミックレンジＤＲは√２倍よりも小さな値と
なる。

【００３８】もし、飽和信号量がほとんど増加しない場
合は、ダイナミックレンジＤＲはむしろ１／√２倍に低
下してしまう。一方、低い出力変換効率で信号電荷の読
み出しを行う場合は、飽和信号電圧値は変わらないもの
の、暗電流によるノイズ量は１／√２倍となるため、ダ
イナミックレンジＤＲを√２倍大きくすることができ
る。

【００３９】なお、本実施形態においては、画素独立読
み出しモードと画素加算読み出しモードの２モードを適
宜選択できる構成のＣＣＤ固体撮像素子に適用するとし
たが、画素加算読み出しモードをさらに加算する画素数
を変えた多モードとし、３以上のモードを適宜選択でき
る構成のＣＣＤ固体撮像素子にも適用可能であり、この
場合には、出力部２４において、リセットゲート電極を
そのモード数に対応して３個以上隣接して配置し、出力
変換効率を３段階以上に切り替える構成とすれば良い。

【００４０】また、本実施形態では、リセットゲート電
極を複数個隣接して配置し、これらリセットゲート電極
に適宜高いバイアス電圧Ｖｏを与え、フローティングデ
ィフュージョン部２４１の容量を変えることによって出
力変換効率を切り替える構成としたが、これに限定され
るものではなく、要は、フローティングディフュージョ
ン部２４１の容量を変えることで出力変換効率を切り替
えることができる訳であるから、フローティングディフ
ュージョン部２４１の容量をモードに対応して切り替え
ることができる構成であれば良い。

【００４１】さらに、本実施形態では、水平方向におけ
る２画素の信号電荷を加算する構成としたが、水平方向
における３画素以上の信号電荷の加算、垂直方向におけ
る複数画素の信号電荷の加算、あるいは垂直および水平
の両方向における複数画素の信号電荷の加算であっても
良く、またその加算処理を行う箇所は、フローティング
ディフュージョン部２４１に限らず、垂直ＣＣＤ２２内
や水平ＣＣＤ２３内であっても良い。

【００４２】またさらに、本実施形態に係る画素独立読
み出しモードでは、１画素分の信号電荷を独立に読み出
しているが、この読み出しモードにおいても、複数画素
分の信号電荷を加算して読み出すようにしても良い。そ
の場合、もう一方の画素加算読み出しモードでは、さら
に多くの画素数の信号電荷を加算して読み出すことにな
る。

【００４３】図５は、本発明が適用されるカメラシステ
ムの一例を示す概略構成図である。図５において、被写
体からの入射光はレンズ３１を含む光学系によってＣＣ
Ｄ固体撮像素子３２の撮像面上に結像される。ＣＣＤ固
体撮像素子３２としては、上記実施形態に係るＣＣＤイ
メージャ、即ち信号電荷の読み出しモードとして複数の
モードを適宜選択可能であるとともに、そのモードに対
応して出力変換効率を切り替え可能な構成のＣＣＤイメ
ージャ１０が用いられる。

【００４４】ＣＣＤイメージャ１０は、図１の駆動系１
３や変換効率切り替え部１４を含むシステム制御系３３
によって駆動制御される。システム制御系３３は、モー
ド設定部３４（図１のモード設定部１２に相当）から与
えられるモード情報に基づいてＣＣＤイメージャ１０の
読み出しモードを設定したり、出力変換効率を切り替え
たりする制御などを行う。ＣＣＤイメージャ１０の出力
信号は、信号処理系３５で種々の信号処理が施されて画
像信号として出力される。

【００４５】かかる構成のカメラシステムは、例えば電
子スチルカメラとして用いられる。この電子スチルカメ
ラにおいて、モード設定部３４にて画素加算読み出しモ
ードを設定することにより、画素数を削減したのと等価
となり、フレームレートを上げることができるため、被
写体のモニタリングが可能になるとともに、低い出力変
換効率が設定されることによってダイナミックレンジを
有効に拡大できることになる。

【００４６】また、モード設定部３４にて画素独立読み
出しモードを設定することにより、全画素の信号電荷が
独立に読み出されるために、高解像度の静止画を得るこ
とができるとともに、高い出力変換効率が設定されるこ
とによって感度特性などで高い出力値を維持することが
できることになる。

【００４７】なお、本適用例では、本発明に係るカメラ
システムを、電子スチルカメラとして用いる場合を例に
採って説明したが、この適用例に限定されるものではな
く、通常のビデオカメラなどにも適用可能である。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
信号電荷の読み出しモードに対応して出力変換効率を可
変な構成としたことにより、出力変換効率を高く設定し
た画素独立読み出しモードおよび出力変換効率を低く設
定した画素加算読み出しモードを実現できるため、画素
独立読み出しモードでは感度特性などで高い出力値を維
持することができる一方、画素加算読み出しモードでは
ダイナミックレンジを有効に拡大することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す概略構成図である。

【図２】出力部の具体的な構成の一例を示す平面パター
ン図である。

【図３】図２のＸ‐Ｘ′線に沿った断面構造図である。

【図４】本発明に係るＣＣＤ固体撮像素子の動作を説明
するためのタイミングチャートであり、（ａ）は画素独
立読み出しモード時のタイミング関係を、（ｂ）は画素
加算読み出しモード時のタイミング関係をそれぞれ示し
ている。

【図５】本発明が適用されるカメラシステムの一例を示
す概略構成図である。

【符号の説明】

１１…ＣＣＤイメージャ、１２…モード設定部、１３…
駆動系、１４…変換効率切り替え部、２１…光電変換素
子（画素）、２２…垂直ＣＣＤ、２３…水平ＣＣＤ、２
４…出力部、２４１…フローティングディフュージョン
部、２４２…リセットドレイン部、２４３…リセットゲ
ート部、２４７-1，２４７-2…リセットゲート電極

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも１画素の信号電荷を読み出す
   第１のモードと複数画素の信号電荷を加算して読み出す
   第２のモードとを選択的に設定するモード設定手段と、 前記モード設定手段によって設定された各モードに対応
   した駆動タイミングで各部の駆動をなす駆動手段と、 出力変換効率が可変であり、前記モード設定手段によっ
   て設定された各モードにて読み出された信号電荷を各モ
   ードに対応した出力変換効率で電気信号に変換して出力
   する出力手段とを備えたことを特徴とする固体撮像素
   子。
2. 【請求項２】 前記第２のモードでの出力変換効率を前
   記第１のモードでの出力変換効率よりも低く設定するこ
   とを特徴とする請求項１記載の固体撮像素子。
3. 【請求項３】 前記出力手段は、転送された電荷を電気
   信号に変換するフローティングディフュージョン部と、
   電荷を排出するリセットドレイン部と、前記フローティ
   ングディフュージョン部と前記リセットドレイン部との
   間に互いに隣接して設けられた複数のリセットゲート電
   極とを有し、前記複数のリセットゲート電極の少なくと
   も１つに所定の周期でリセットパルスが与えられること
   を特徴とする請求項１記載の固体撮像素子。
4. 【請求項４】 前記出力手段は、前記フローティングデ
   ィフュージョン部に電荷を転送する電荷転送部の転送ク
   ロックパルスのｎ倍（ｎは２以上の整数）の周期のクロ
   ックパルスが前記リセットパルスとして与えられること
   を特徴とする請求項３記載の固体撮像素子。
5. 【請求項５】 少なくとも１画素の信号電荷を読み出す
   第１のモードと複数画素の信号電荷を加算して読み出す
   第２のモードとを選択的に設定可能な固体撮像素子の駆
   動方法であって、 信号電荷を電気信号に変換して出力する出力部の出力変
   換効率を、設定された各モードに対応して切り替えるこ
   とを特徴とする固体撮像素子の駆動方法。
6. 【請求項６】 前記第２のモードでの出力変換効率を前
   記第１のモードでの出力変換効率よりも低く設定するこ
   とを特徴とする請求項５記載の固体撮像素子の駆動方
   法。
7. 【請求項７】 前記出力部は、転送された電荷を電気信
   号に変換するフローティングディフュージョン部と、電
   荷を排出するドレイン部と、前記フローティングディフ
   ュージョン部と前記ドレイン部との間に互いに隣接して
   設けられた複数のリセットゲート電極とを有し、前記フ
   ローティングディフュージョン部の容量を変えることに
   よって前記出力変換効率を切り替えることを特徴とする
   請求項５記載の固体撮像素子の駆動方法。
8. 【請求項８】 少なくとも１画素の信号電荷を読み出す
   第１のモードと複数画素の信号電荷を加算して読み出す
   第２のモードとを選択的に設定するモード設定手段と、 前記モード設定手段によって設定された各モードに対応
   した駆動タイミングで各部の駆動をなす駆動手段と、 出力変換効率が可変であり、前記モード設定手段によっ
   て設定された各モードにて読み出された信号電荷を各モ
   ードに対応した出力変換効率で電気信号に変換して出力
   する出力手段とを備えた固体撮像素子を撮像デバイスと
   して搭載したことを特徴とするカメラシステム。
9. 【請求項９】 前記第２のモードでの出力変換効率を前
   記第１のモードでの出力変換効率よりも低く設定するこ
   とを特徴とする請求項８記載のカメラシステム。