JP2005123712A - 固体撮像装置の垂直転送駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 固体撮像素子の破壊を防止するとともに、短時間に起動／停止する簡素な固体撮像装置を実現する固体撮像装置の垂直転送駆動装置を提供する。
【解決手段】 ＶＨ（１２Ｖ）の電源を検出する正電源検出部２１０と、ＶＬ（−７．５Ｖ）の電源を検出する負電源検出部２２０と、正電源検出部２１０および負電源検出部２２０の検出結果に基づいてＶＨ（１２Ｖ）およびＶＬ（−７．５Ｖ）の電源をＶドライバ出力回路２４０に供給する電源投入部２３０と、タイミングジェネレータ１４０から出力されたロジック信号ＩＶ１〜４、ＣＨ１、２から、ＶＤＣ（３Ｖ）、ＶＨ（１２Ｖ）およびＶＬ（−７．５Ｖ）の電源を用いて駆動パルスＯＶ１〜４を生成し、固体撮像素子１１０に駆動パルスＯＶ１〜４を供給し、固体撮像素子１１０の垂直転送を行うＶドライバ出力回路２４０とから構成される。
【選択図】 図３

Description

本発明は、固体撮像装置の垂直転送駆動装置に関するものであり、特に、複数の電源を有する多電源電気回路を備えた固体撮像装置の垂直転送駆動装置、これを搭載した固体撮像装置およびその駆動方法に関するものである。

近年、固体撮像素子を用いたカメラは産業分野、民生分野を問わず広く使用されており、各部品の低コスト化および小型化が要望されている。一方、カメラに用いられる固体撮像素子は高性能化、高機能化、高画素化が進み、これに伴って駆動に必要な電源の種類が増えている。特にデジタルカメラにおいては、液晶デバイス、メモリーカード等への電源もあり、ＭＣＵ（コントローラ）からの電源監視および制御が必要となっている。

図７は、コントローラにより電源監視および制御を行っている従来のＣＣＤカメラの概略構成図である。
従来のＣＣＤカメラは、入射光を光電変換し、光電変換することにより生じた信号電荷を転送する固体撮像素子（ＣＣＤ）７１０と、一般的に垂直ドライバと呼ばれる垂直転送駆動装置（以後、Ｖドライバという）７２０と、ＣＤＳ（相関二重サンプリング）やＡＤＣ（アナログ・デジタル変換）の処理を行なう前処理ＬＳＩ７３０と、一般的にＤＳＰと呼ばれ、画素補間や輝度・色差処理等を行なって映像信号を出力するデジタル信号処理ＬＳＩ７４０と、ＴＧ（タイミングジェネレータ）ＬＳＩ（以後、タイミングジェネレータという）７５０と、固体撮像素子７１０、Ｖドライバ７２０および各ＬＳＩに各電圧の電源を供給するＤＣ／ＤＣコンバータＬＳＩ７６０と、制御信号７７０により各ＬＳＩを制御するコントローラＬＳＩ（以後、コントローラという）７８０と、ＤＣ／ＤＣコンバータＬＳＩ７６０に３Ｖの電源を供給する電池等の電源７９０とから構成される。

Ｖドライバ７２０は、タイミングジェネレータ７５０から出力された論理振幅の信号であるロジック信号ＩＶ１〜４、ＣＨ１、２から駆動パルスＯＶ１〜４を生成し、駆動パルスＯＶ１〜４を固体撮像素子７１０に供給し、固体撮像素子７１０の垂直転送をおこなう。

図８は、従来のＣＣＤカメラにおいて固体撮像素子７１０の垂直転送をおこなう場合の動作タイミングチャートである。図８において、横軸は時間を、縦軸は電圧を表しており、ＩＶ１〜４、ＣＨ１、２はタイミングジェネレータ７５０からＶドライバ７２０に入力されるパルスの動作タイミングを示し、ＯＶ１〜４はＶドライバ７２０により固体撮像素子７１０に供給される駆動パルスの動作タイミングを示している。

図８に示されるように、Ｖドライバ７２０は、ＧＮＤ（０Ｖ）およびＶＤＣ（３Ｖ）の２値をとるパルスＩＶ１〜４、ＣＨ１、２から、ＶＬ（−７．５Ｖ）、ＶＭ（０Ｖ）およびＶＨ（１２Ｖ）の３値をとる駆動パルスＯＶ１、３と、ＶＬ（−７．５Ｖ）およびＶＭ（０Ｖ）の２値をとる駆動パルスＯＶ２、４とを生成し、駆動パルスＯＶ１〜４を固体撮像素子７１０に供給することにより、信号電荷が蓄積されたフォトダイオードから垂直転送ＣＣＤに信号電荷を読み出させ、また、垂直転送ＣＣＤに読み出させた信号電荷を垂直転送させている。

タイミングジェネレータ７５０は、デジタル信号処理ＬＳＩ７４０から水平同期信号ＨＤ、垂直同期信号ＶＤおよびクロック信号ＭＣＫの各パルスの入力を受け、固体撮像素子７１０の駆動に用いられるタイミングパルスφＨ１、φＨ２、φＲ、ＩＶ１〜４、ＣＨ１、２を生成するとともに、前処理ＬＳＩ７３０およびデジタル信号処理ＬＳＩ７４０に信号処理パルスＰＲＯＣを出力する。

ＤＣ／ＤＣコンバータＬＳＩ７６０は、電源７９０から供給された３Ｖの電源に基づいて、−７．５Ｖ、３Ｖおよび１２Ｖの電源を発生し、固体撮像素子７１０に−７．５Ｖおよび１２Ｖの電源を供給し、前処理ＬＳＩ７３０、デジタル信号処理ＬＳＩ７４０、タイミングジェネレータ７５０およびコントローラ７８０に３Ｖの電源を供給し、Ｖドライバ７２０に−７．５Ｖ、３Ｖおよび１２Ｖの電源を供給する。

コントローラ７８０は、制御信号ＣＤ１によりＤＣ／ＤＣコンバータＬＳＩ７６０の電源を制御し、制御信号ＣＤ２によりタイミングジェネレータ７５０を制御し、制御信号ＣＤ３により前処理ＬＳＩ７３０を制御し、制御信号ＣＤ４によりデジタル信号処理ＬＳＩ７４０を制御する。
ここで、制御信号ＣＤ１によるＤＣ／ＤＣコンバータＬＳＩ７６０の電源の制御とは、複数ある電源のＯＮ／ＯＦＦの順番および各電源間のＯＮ／ＯＦＦの期間（以後、電源シーケンスという）を制御することであり、より詳細には、保護ダイオードの逆バイアスをキープできなくなり生じるラッチアップを防止するため、高電圧１２Ｖの電源の供給の後に、負電圧−７．５Ｖの電源の供給がＶドライバ７２０に対して行われ、かつ、−７．５Ｖの電源の供給停止の後に、１２Ｖの電源の供給停止がＶドライバ７２０に対して行われるようにすることであり、また、固体撮像素子７１０の入力端子電位の急激な変化を防止するため、−７．５Ｖあるいは１２Ｖの電源のＯＮ／ＯＦＦの過渡状態において、１２Ｖあるいは−７．５Ｖの電源のＯＮ／ＯＦＦがＶドライバ７２０に対して行われないように制御することである。

図９は、Ｖドライバ７２０の電源シーケンスを示す図である。図９において、横軸は時間を表し、縦軸は電圧を表している。
図９に示されるように、制御信号ＣＤ１は、電源投入において、ロジック電源であるＶＤＣ（３Ｖ）がまずＯＮし、次に高電圧ＶＨ（１２Ｖ）、最後に負電圧ＶＬ（−７．５Ｖ）が順にＯＮし、電源切断において、電源投入の逆の順番で順にＯＦＦするようにＶドライバ７２０の電源を制御する。ここで、各電源のＯＮの間あるいはＯＦＦの間には１０ｍｓ程度の時間間隔が設けられている。

以上のように従来のＣＣＤカメラにおいて、固体撮像素子７１０の垂直転送には、駆動パルスＯＶ１〜４のような通常のロジック回路には無い１０Ｖを越える高電圧や負電圧が必要とされるので、従来のＣＣＤカメラは、電源シーケンスを制御することで、固体撮像素子の入力端子電位の急激な変化およびラッチアップによる固体撮像素子の破壊を防止している。
タイミングジェネレータとＶドライバの接続に関する先行事例として、特許文献１が開示されている。
特開平９−３０７８２０号公報

しかしながら、従来のＣＣＤカメラにおいて、固体撮像素子の入力端子電位の急激な変化による固体撮像素子の破壊を防止するために、ＶＨ（１２Ｖ）およびＶＬ（−７．５Ｖ）のＯＮの間およびＯＦＦの間に１０ｍｓ程度の時間間隔を設けているので、ＣＣＤカメラの起動／停止時間が長くなるという問題がある。このとき、ＶＨ（１２Ｖ）およびＶＬ（−７．５Ｖ）を同時にＯＮ／ＯＦＦすることで、ＣＣＤカメラの起動／停止時間を短くすることが考えられるが、ＶＨ（１２Ｖ）およびＶＬ（−７．５Ｖ）のＯＮ／ＯＦＦのタイミングはＤＣ／ＤＣコンバータＬＳＩの特性に依存し、また、ＶＨ（１２Ｖ）およびＶＬ（−７．５Ｖ）の過渡状態の時間間隔は異なるため、ラッチアップによる固体撮像素子の破壊が発生する場合があり、ＶＨ（１２Ｖ）およびＶＬ（−７．５Ｖ）を同時にＯＮ／ＯＦＦすることだけでは、ＣＣＤカメラの起動／停止時間を短くすることはできても、固体撮像素子の破壊を防止することはできない。

また、従来のＣＣＤカメラにおいて、固体撮像素子の破壊を防止するために、電源シーケンスを制御しているので、通常の電源回路には必要無い、複数の電源のＯＮ／ＯＦＦのための電気回路設計およびタイミング設計が必要になるという問題がある。
そこで、本発明は、かかる問題点に鑑み、固体撮像装置の起動／停止時間を短時間化し、かつ、固体撮像素子の破壊を防止する固体撮像装置の垂直転送駆動装置を提供することを第１の目的とする。
また、本発明は、固体撮像装置を簡素化する固体撮像装置の垂直転送駆動装置を提供することを第２の目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る固体撮像装置の垂直転送駆動装置は、固体撮像装置の垂直転送駆動装置であって、正電源および負電源の供給を受け、光電変換により生じた信号電荷を垂直方向に転送するための正および負の電位をとる駆動パルスを生成する駆動パルス生成手段と、前記正電源および負電源の電位を監視し、前記電位がともに安定するまでの間、前記駆動パルスの電位をグラウンドに固定する電源供給制御手段とを備えることを特徴とする。ここで、前記電源供給制御手段は、前記正電源の電圧と基準電圧とを比較する第１のコンパレータと、前記負電源の電圧と基準電圧とを比較する第２のコンパレータと、前記第１のコンパレータおよび第２のコンパレータの比較結果に基づいてオン又はオフするスイッチ回路とを含んでもよいし、前記電源供給制御手段は、さらに、前記第１のコンパレータおよび第２のコンパレータの出力信号の論理積を出力するゲート回路を含み、前記スイッチ回路は前記ゲート回路の出力信号の論理積に基づいてオン又はオフしてもよい。

これによって、固体撮像装置の垂直転送駆動装置の電源の電位が安定するまでの間、駆動パルス生成手段に電源が供給されず、電源シーケンスにおいて電源のＯＮ／ＯＦＦの順番および各電源間のＯＮ／ＯＦＦの期間を規定しなくても、固体撮像装置の垂直転送駆動装置の電源の電位が安定するまで駆動パルスの電位はグラウンドに固定されるので、固体撮像装置の起動／停止時間を短時間化し、かつ、固体撮像装置を簡素化し、更に固体撮像素子の入力端子電位の急激な変化による固体撮像素子の破壊を防止する固体撮像装置の垂直転送駆動装置を実現することができるという効果が発揮される。また、固体撮像装置の垂直転送駆動装置の正電源および負電源の電位がともに安定するまでの間、駆動パルス生成手段に電源が供給されず、電源シーケンスにおいて電源を同時にＯＮ／ＯＦＦしても、固体撮像装置の垂直転送駆動装置の正電源および負電源の電位がともに安定するまで駆動パルスの電位はグラウンドに固定されるので、固体撮像装置の起動／停止時間を短時間化し、かつ、ラッチアップによる固体撮像素子の破壊を防止する固体撮像装置の垂直転送駆動装置を実現することができるという効果が発揮される。

本発明は、また、本発明の固体撮像装置の垂直転送駆動装置を備える固体撮像装置であって、前記固体撮像装置は、さらに、駆動パルスの生成に用いられるロジック振幅の信号を発生する駆動パルス発生部を備えることを特徴とする固体撮像装置とすることもできる。ここで、前記固体撮像装置は、さらに、前記固体撮像装置の垂直転送駆動装置に、前記正電源および負電源を同時に供給する電源を備えてもよい。

ここで、本発明は、また、入射光を光電変換することにより生じた信号電荷を垂直方向に転送するための正および負の電位をとる駆動パルスを固体撮像素子に供給する固体撮像装置の垂直転送駆動装置の駆動方法であって、電源投入および電源切断の過渡期の正電源および負電源の電位を監視し、前記電位がともに安定するまでの間、前記駆動パルスの電位をグラウンドに固定することを特徴とする固体撮像装置の垂直転送駆動装置の駆動方法とすることもできる。

これによって、固体撮像装置の垂直転送駆動装置の正電源および負電源の電位がともに安定するまでの間、駆動パルスの電位をグラウンドに固定し、電源シーケンスにおいて正電源および負電源のＯＮ／ＯＦＦの順番および各電源間のＯＮ／ＯＦＦの期間を規定しなくても、固体撮像素子の破壊が起こらないので、固体撮像素子の破壊を防止し、かつ、短時間に起動／停止する簡素な固体撮像装置および固体撮像装置の垂直転送駆動装置の駆動方法を実現することができるという効果が発揮される。

以上の説明から明らかなように、本発明に係る固体撮像装置の垂直転送駆動装置によれば、Ｖドライバの電源シーケンスにおいてＶＨ（１２Ｖ）およびＶＬ（−７．５Ｖ）の電源を同時にＯＮ／ＯＦＦしても、電源のＯＮ／ＯＦＦの過渡期においてＶＨ（１２Ｖ）およびＶＨ（−７．５Ｖ）の電源がＶドライバ出力回路２４０に供給されず、駆動パルスＯＶ１〜４はＶＭ（０Ｖ）電位に固定されるので、固体撮像装置の起動／停止時間を短時間化し、かつ、固体撮像素子の入力端子電位の急激な変化による固体撮像素子の破壊を防止する固体撮像装置の垂直転送駆動装置を実現することができるという効果が奏される。また、本発明に係る固体撮像装置の垂直転送駆動装置によれば、Ｖドライバの電源シーケンスにおいてＶＨ（１２Ｖ）およびＶＬ（−７．５Ｖ）の電源を同時にＯＮ／ＯＦＦしても、駆動パルスＯＶ１〜４はＶＨ（１２Ｖ）およびＶＬ（−７．５Ｖ）の過渡期の時間間隔あるいはＤＣ／ＤＣコンバータＬＳＩ１６０の特性に依存することなく、ＶＨ（１２Ｖ）およびＶＨ（−７．５Ｖ）の電源がともに安定するまでＶＭ（０Ｖ）電位に固定されるので、固体撮像装置の起動／停止時間を短時間化し、かつ、ラッチアップによる固体撮像素子の破壊を防止する固体撮像装置の垂直転送駆動装置を実現することができるという効果が奏される。また、本発明に係る固体撮像装置の垂直転送駆動装置によれば、固体撮像素子の破壊を防止するために、ＶＨ（１２Ｖ）およびＶＬ（−７．５Ｖ）の電源のＯＮ／ＯＦＦのための電気回路設計およびタイミング設計をする必要が無いので、固体撮像装置を簡素化し、かつ、固体撮像素子の破壊を防止する固体撮像装置の垂直転送駆動装置を実現することができるという効果が奏される。

よって、本発明により、固体撮像素子の破壊を防止するとともに、起動／停止時間が短時間化した簡素な固体撮像装置を実現することが可能となり、本発明の固体撮像装置の垂直転送駆動装置の実用的価値は極めて高い。

以下、本発明の実施の形態における固体撮像装置について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施の形態におけるＣＣＤカメラの概略構成図である。
本実施の形態におけるＣＣＤカメラは、Ｖドライバ１２０に供給される負電源、正電源の電位を監視し、負電源、正電源の電位がともに安定するまでの間、駆動パルスＯＶ１〜４の電位をグラウンドに固定するという点で従来の固体撮像装置と異なり、入射光を光電変換し、光電変換することにより生じた信号電荷を転送する固体撮像素子（ＣＣＤ）１１０と、ＣＤＳやＡＤＣの処理を行なう前処理ＬＳＩ１２０と、画素補間や輝度・色差処理等を行なって映像信号を出力するデジタル信号処理ＬＳＩ１３０と、タイミングジェネレータ１４０と、固体撮像素子１１０、Ｖドライバ１８０および各ＬＳＩに各電圧の電源を供給するＤＣ／ＤＣコンバータＬＳＩ１５０と、制御信号１６０により各ＬＳＩを制御するコントローラ１７０と、Ｖドライバ１８０と、ＤＣ／ＤＣコンバータＬＳＩ１５０に３Ｖの電源を供給する電池等の電源１９０とから構成される。なお、図２Ａに示されるように、Ｖドライバ１８０とＤＣ／ＤＣコンバータＬＳＩ１５０とは同じＬＳＩに集積されてもよいし、図２Ｂに示されるように、Ｖドライバ１８０とタイミングジェネレータ１４０とは同じＬＳＩに集積されてもよい。また、前処理ＬＳＩ１２０、デジタル信号処理ＬＳＩ１３０あるいはタイミングジェネレータ１４０とＶドライバ１８０とが同じＬＳＩに集積されてもよい。

タイミングジェネレータ１４０は、水平同期信号ＨＤ、垂直同期信号ＶＤおよびクロック信号ＭＣＫの各パルスの入力をデジタル信号処理ＬＳＩ１３０から受け、固体撮像素子１１０の駆動に用いられるタイミングパルスφＨ１、φＨ２、φＲ、ＩＶ１〜４、ＣＨ１、２を生成するとともに、前処理ＬＳＩ１２０およびデジタル信号処理ＬＳＩ１３０に信号処理パルスＰＲＯＣを出力する。

ＤＣ／ＤＣコンバータＬＳＩ１５０は、電源１９０から供給された３Ｖの電源に基づいて、−７．５Ｖ、３Ｖおよび１２Ｖの電源を発生し、固体撮像素子１１０に−７．５Ｖおよび１２Ｖの電源を供給し、前処理ＬＳＩ１２０、デジタル信号処理ＬＳＩ１３０、タイミングジェネレータ１４０およびコントローラ１７０に３Ｖの電源を供給し、Ｖドライバ１８０に−７．５Ｖ、３Ｖおよび１２Ｖの電源を供給する。

コントローラ１７０は、制御信号ＣＤ１によりタイミングジェネレータ１４０を制御し、制御信号ＣＤ２により前処理ＬＳＩ１２０を制御し、制御信号ＣＤ３によりデジタル信号処理ＬＳＩ１３０を制御する。
図３は、Ｖドライバ１８０の概略構成図である。
Ｖドライバ１８０は、ＶＨ（１２Ｖ）の電源を検出する正電源検出部２１０と、ＶＬ（−７．５Ｖ）の電源を検出する負電源検出部２２０と、正電源検出部２１０および負電源検出部２２０の検出結果に基づいてＶＨ（１２Ｖ）およびＶＬ（−７．５Ｖ）の電源をＶドライバ出力回路２４０に供給する電源投入部２３０と、タイミングジェネレータ１４０から出力されたロジック信号ＩＶ１〜４、ＣＨ１、２から、ＶＤＣ（３Ｖ）、ＶＨ（１２Ｖ）およびＶＬ（−７．５Ｖ）の電源を用いて駆動パルスＯＶ１〜４を生成し、固体撮像素子１１０に駆動パルスＯＶ１〜４を供給し、固体撮像素子１１０の垂直転送を行うＶドライバ出力回路２４０とから構成される。

図４は、正電源検出部２１０、負電源検出部２２０および電源投入部２３０のそれぞれが含む回路の一例を示す回路図である。
図４に示される回路は、正電源検出部２１０が含む回路３００ａと、負電源検出部２２０が含む回路３００ｂと、電源投入部２３０が含む回路３００ｃとからなる。
回路３００ａは、直列に接続された抵抗Ｒ１およびＲ２を介して接地され、スイッチ回路３７０ａと接続された端子３１０ａと、抵抗Ｒ３およびツェナーダイオード３２０ａを介して接地された端子３３０ａと、反転（−）入力端子が抵抗Ｒ３およびツェナーダイオード３２０ａの接続中点に接続され、非反転（＋）入力端子が抵抗Ｒ１およびＲ２の接続中点に接続されたコンパレータ３４０ａとから構成される。ここで、端子３１０ａにはＶＨ（１２Ｖ）の電源が供給され、端子３３０ａにはＶＤＣ（３Ｖ）の電源が供給される。

回路３００ｂは、直列に接続された抵抗Ｒ４およびＲ５を介して接地され、スイッチ回路３７０ｂと接続された端子３１０ｂと、抵抗Ｒ６およびツェナーダイオード３２０ｂを介して接地された端子３３０ｂと、反転（−）入力端子が抵抗Ｒ６およびツェナーダイオード３２０ｂの接続中点に接続され、非反転（＋）入力端子が抵抗Ｒ４およびＲ５の接続中点とインバータ３５０を介して接続されたコンパレータ３４０ｂとから構成される。ここで、端子３１０ｂにはＶＬ（−７．５Ｖ）の電源が供給され、端子３３０ｂにはＶＤＣ（３Ｖ）の電源が供給される。

回路３００ｃは、一方の入力端子がコンパレータ３４０ａの出力端子と接続され、他方の入力端子がコンパレータ３４０ｂの出力端子と接続されたＡＮＤゲート３６０と、ＡＮＤゲート３６０の出力端子と接続されたスイッチ回路３７０ａ、３７０ｂとから構成される。
図５は、図４に示される回路の動作を説明するためのタイミングチャートである。図５において、図５（ａ）、（ｃ）、（ｆ）、（ｇ）は図４に示される回路のａ、ｃ、ｆ、ｇ点での電源の波形を示し、図５（ｂ）、（ｄ）、（ｅ）は図４に示される回路のｂ、ｄ、ｅ点での信号の波形を示し、図５（ｈ）はＶドライバ出力回路２４０により生成される駆動パルスの波形を示しており、横軸は時間を、縦軸は電圧を表している。

コンパレータ３４０ａは、図５（ａ）に示される波形を有するＶＨ（１２Ｖ）の電源が抵抗Ｒ１およびＲ２で分圧されて供給される分圧電圧と、ツェナーダイオード３２０ａから供給される基準電圧とを比較し、図５（ｂ）に示されるようなＶＨ（１２Ｖ）の電源が安定した時間ｔ２に立ち上がりを有する信号を出力する。また同時に、コンパレータ３４０ｂは、図５（ｃ）に示される波形を有するＶＬ（−７．５Ｖ）の電源が抵抗Ｒ４およびＲ５で分圧され、インバータ３５０で極性が反転されて供給される分圧電圧と、ツェナーダイオード３２０ｂから供給される基準電圧とを比較し、図５（ｄ）に示されるようなＶＬ（−７．５Ｖ）の電源が安定した時間ｔ１に立ち上がりを有する信号を出力する。

ＡＮＤゲート３６０は、コンパレータ３４０ａ、３４０ｂのそれぞれから出力された信号の論理積をとるゲートであり、図５（ｅ）に示されるようなＶＨ（１２Ｖ）およびＶＬ（−７．５Ｖ）の電源がともに安定した時間ｔ２に立ち上がりを有する信号を出力する。
スイッチ回路３７０ａは、ＡＮＤゲート３６０から出力された信号に基づいてＶＨ（１２Ｖ）の電源を通過させ、スイッチ回路３７０ａは、ＡＮＤゲート３６０から出力された信号に基づいてＶＬ（−７．５Ｖ）の電源を通過させる。よって、回路に供給されたＶＨ（１２Ｖ）の電源は、図５（ｆ）に示されるような、時間ｔ２までＶＭ（０Ｖ）電位に固定され、その後はＶＨ（１２Ｖ）電位となる波形でＶドライバ出力回路２４０に供給され、回路に供給されたＶＬ（−７．５Ｖ）の電源は、図５（ｇ）に示されるような、時間ｔ２までＶＭ（０Ｖ）電位に固定され、その後はＶＬ（−７．５Ｖ）電位となる波形でＶドライバ出力回路２４０に供給される。

Ｖドライバ出力回路２４０は、図５（ｆ）および図５（ｇ）に示されるような波形で供給されたＶＨ（１２Ｖ）およびＶＬ（−７．５Ｖ）の電源に基づき、図５（ｈ）に示されるような、時間ｔ２までＶＭ（０Ｖ）電位に固定され、その後はロジック信号ＩＶ１〜４、ＣＨ１、２に応じてＶＨ（１２Ｖ）、ＶＭ（０Ｖ）およびＶＬ（−７．５Ｖ）電位をとる駆動パルスを生成する。ここで、ロジック信号ＩＶ１〜４、ＣＨ１、２は、ＧＮＤ（０Ｖ）およびＶＤＣ（３Ｖ）電位をとる論理振幅の信号である。

図６は、本実施の形態のＣＣＤカメラのＶドライバ１８０の電源シーケンスを示す図である。図６において、横軸は時間を、縦軸は電圧を表している。
図６に示されるように、電源投入において、ロジック電源であるＶＤＣ（３Ｖ）がまずＯＮされ、次に正電源ＶＨ（１２Ｖ）および負電源ＶＬ（−７．５Ｖ）が同時にＯＮされ、電源切断において、電源投入の逆の順番でＯＦＦされる。ここで、Ｖドライバ１２０のＶドライバ出力回路２４０には、ＶＨ（１２Ｖ）およびＶＬ（−７．５Ｖ）がともにＯＮしたことを検出した時間ｔ２から、ＶＨ（１２Ｖ）およびＶＬ（−７．５Ｖ）のいずれかがＯＦＦしたことを検出したｔ３までの期間においてのみ、ＶＨ（１２Ｖ）およびＶＬ（−７．５Ｖ）の電源が供給される。

以上のように本実施の形態によれば、電源投入部２３０はＶドライバ１８０に供給される電源が安定するまで、電源をＶドライバ出力回路２４０に供給しない。よって、Ｖドライバ１８０の電源シーケンスにおいてＶＨ（１２Ｖ）およびＶＬ（−７．５Ｖ）の電源を同時にＯＮ／ＯＦＦしても、電源のＯＮ／ＯＦＦの過渡期においてＶＨ（１２Ｖ）およびＶＨ（−７．５Ｖ）の電源がＶドライバ出力回路２４０に供給されず、駆動パルスＯＶ１〜４はＶＭ（０Ｖ）電位に固定されるので、本実施の形態のＣＣＤカメラは、固体撮像素子の入力端子電位の急激な変化による固体撮像素子の破壊を防止し、かつ、短時間に起動／停止できるＣＣＤカメラを実現することができる。

また、本実施の形態によれば、電源投入部２３０はＶＨ（１２Ｖ）およびＶＨ（−７．５Ｖ）の電源がともに安定するまで、ＶＨ（１２Ｖ）およびＶＨ（−７．５Ｖ）の電源をＶドライバ出力回路２４０に供給しない。よって、Ｖドライバ１８０の電源シーケンスにおいてＶＨ（１２Ｖ）およびＶＬ（−７．５Ｖ）の電源を同時にＯＮ／ＯＦＦしても、駆動パルスＯＶ１〜４はＶＨ（１２Ｖ）およびＶＬ（−７．５Ｖ）の過渡期の時間間隔あるいはＤＣ／ＤＣコンバータＬＳＩ１６０の特性に依存することなく、ＶＨ（１２Ｖ）およびＶＨ（−７．５Ｖ）の電源がともに安定するまでＶＭ（０Ｖ）電位に固定されるので、本実施の形態のＣＣＤカメラは、ラッチアップによる固体撮像素子の破壊を防止し、かつ、短時間に起動／停止できるＣＣＤカメラを実現することができる。

また、本実施の形態によれば、正電源検出部２１０、負電源検出部２２０および電源投入部２３０によりＶドライバ出力回路２４０へのＶＨ（１２Ｖ）およびＶＨ（−７．５Ｖ）の電源の供給を制御することで、固体撮像素子１１０の破壊を防止する。よって、固体撮像素子１１０の破壊を防止するために、ＶＨ（１２Ｖ）およびＶＬ（−７．５Ｖ）の電源のＯＮ／ＯＦＦのための電気回路設計およびタイミング設計をする必要が無いので、本実施の形態のＣＣＤカメラは、固体撮像素子の破壊を防止する簡素なＣＣＤカメラを実現することができる。つまり、本実施の形態のＣＣＤカメラは、ＣＣＤカメラを簡素化することで、開発に必要な多くの工数を削減することができるので、短期間に開発可能なＣＣＤカメラを実現することができる。

本発明は、固体撮像装置の垂直転送駆動装置に利用でき、特に、複数の電源を有する多電源電気回路を備えた固体撮像装置等に利用することができる。

本発明の実施の形態におけるＣＣＤカメラの概略構成図である。 Ｖドライバ１８０とＤＣ／ＤＣコンバータＬＳＩ１５０とを同じＬＳＩに集積した場合のＣＣＤカメラの概略構成図である。 Ｖドライバ１８０とタイミングジェネレータＬＳＩ１４０とを同じＬＳＩに集積した場合のＣＣＤカメラの概略構成図である。 Ｖドライバ１８０の概略構成図である。 正電源検出部２１０、負電源検出部２２０および電源投入部２３０のそれぞれが含む回路の一例を示す回路図である。 図４に示される回路の動作を説明するためのタイミングチャートである。 Ｖドライバ１２０の電源シーケンスを示す図である。 従来のＣＣＤカメラの概略構成図である。 固体撮像素子７１０の信号電荷の垂直転送を行う場合の動作タイミングチャートである。 Ｖドライバ７２０の電源シーケンスを示す図である。

符号の説明

１１０、７１０ 固体撮像素子（ＣＣＤ）
１２０、７３０ 前処理ＬＳＩ
１３０、７４０ デジタル信号処理ＬＳＩ
１４０、７５０ タイミングジェネレータＬＳＩ（ＴＧ）
１５０、７６０ ＤＣ／ＤＣコンバータＬＳＩ
１６０、７７０ 制御信号
１７０、７８０ コントローラＬＳＩ（ＭＣＵ）
１８０、７２０ 垂直転送駆動装置（Ｖドライバ）
１９０、７９０ 電源
２１０ 正電源検出部
２２０ 負電源検出部
２３０ 電源投入部
２４０ Ｖドライバ出力回路
３００ａ、３００ｂ、３００ｃ 回路
３１０ａ、３３０ａ、３１０ｂ、３３０ｂ 端子
３２０ａ、３２０ｂ ツェナーダイオード
３４０ａ、３４０ｂ コンパレータ
３５０ インバータ
３６０ ＡＮＤゲート
３７０ａ、３７０ｂ スイッチ回路

Claims (6)

1. 固体撮像装置の垂直転送駆動装置であって、
   正電源および負電源の供給を受け、光電変換により生じた信号電荷を垂直方向に転送するための正および負の電位をとる駆動パルスを生成する駆動パルス生成手段と、
   前記正電源および負電源の電位を監視し、前記電位がともに安定するまでの間、前記駆動パルスの電位をグラウンドに固定する電源供給制御手段とを備える
   ことを特徴とする固体撮像装置の垂直転送駆動装置。
2. 前記電源供給制御手段は、前記正電源の電圧と基準電圧とを比較する第１のコンパレータと、前記負電源の電圧と基準電圧とを比較する第２のコンパレータと、前記第１のコンパレータおよび第２のコンパレータの比較結果に基づいてオン又はオフするスイッチ回路とを含む
   ことを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置の垂直転送駆動装置。
3. 前記電源供給制御手段は、さらに、
   前記第１のコンパレータおよび第２のコンパレータの出力信号の論理積を出力するゲート回路を含み、
   前記スイッチ回路は前記ゲート回路の出力信号の論理積に基づいてオン又はオフする
   ことを特徴とする請求項２に記載の固体撮像装置の垂直転送駆動装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の固体撮像装置の垂直転送駆動装置を備える固体撮像装置であって、
   前記固体撮像装置は、さらに、
   駆動パルスの生成に用いられるロジック振幅の信号を発生する駆動パルス発生部を備える
   ことを特徴とする固体撮像装置。
5. 前記固体撮像装置は、さらに、
   前記固体撮像装置の垂直転送駆動装置に、前記正電源および負電源を同時に供給する電源を備える
   ことを特徴とする請求項４に記載の固体撮像装置。
6. 入射光を光電変換することにより生じた信号電荷を垂直方向に転送するための正および負の電位をとる駆動パルスを固体撮像素子に供給する固体撮像装置の垂直転送駆動装置の駆動方法であって、
   電源投入および電源切断の過渡期の正電源および負電源の電位を監視し、前記電位がともに安定するまでの間、前記駆動パルスの電位をグラウンドに固定する
   ことを特徴とする固体撮像装置の垂直転送駆動装置の駆動方法。

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