JP3906489B2 - 固体撮像装置の駆動回路 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光電変換部と走査部とを備えた固体撮像装置の走査部をなす電荷結合素子（Charge Coupled Device ，以下「ＣＣＤ」という。）を駆動するための駆動回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ＣＣＤを用いて電荷を転送する固体撮像装置においては、垂直方向のＣＣＤを駆動する垂直駆動パルスとして、負のパルスが用いられる。
【０００３】
しかしながら、垂直駆動パルス等の各種タイミングパルスを発生するタイミングジェネレータにおいては、通常、これらのパルスは、正のパルスとして出力される。したがって、垂直駆動パルスによって、垂直方向のＣＣＤを駆動するには、正の垂直駆動パルスを負の垂直駆動パルスに変換する必要がある。
【０００４】
そこで、従来より、タイミングジェネレータと固体撮像装置との間に、垂直駆動回路を設け、タイミングジェネレータから出力される正の垂直駆動パルスをこの垂直駆動回路により負の垂直駆動パルスに変換するようになっている。この場合、従来は、０Ｖの外部電源と負の外部電源とを用いた電圧変換処理により、正の垂直駆動パルスを負の垂直駆動パルスに変換するようになっていた。
【０００５】
また、上述した固体撮像装置においては、一般に、人体等から発生した静電気等により、内部素子が破壊されるのを防止するために、保護トランジスタが内蔵されている。
【０００６】
この場合、垂直方向の素子（垂直方向のＣＣＤ等）を保護する保護トランジスタにおいては、ベースバイアス電圧として、負の電圧が用いられる。これは、垂直駆動パルスとして、負のパルスが用いられるからである。このため、従来は、負の外部電源を用意し、この外部電源を固体撮像装置に設けられた保護トランジスタのベース端子に接続することにより、負のベースバイアス電圧を得るようになっていた。
【０００７】
以上の構成を図１５に示す。図において、タイミングジェネレータ１０からは、図１６（ａ）に示すように、ハイレベル側の電圧が５Ｖで、ロウレベル側の電圧が０Ｖの正の垂直駆動パルスＶＰｐが出力される。
【０００８】
また、このタイミングジェネレータ１０からは、図１６（ｂ）に示すように、ハイレベル側の電圧が５Ｖで、ロウレベル側の電圧が０Ｖの正のセンサ読出しパルスＳＧが出力される。ここで、センサ読出しパルスＳＧとは、センサ（光電変換部）から蓄積電荷を読み出し、垂直方向のＣＣＤに供給するためのパルスである。
【０００９】
正の垂直駆動パルスＶＰｐは、垂直駆動回路３０により、０Ｖの外部電源電圧ＶＭと負の外部電源電圧ＶＬを用いた電圧変換処理により、負の垂直駆動パルスに変換される。この場合、ハイレベルの電圧は、５Ｖから０Ｖに変換され、ロウレベルの電圧は、０Ｖから負の外部電源電圧ＶＬに変換される。
【００１０】
正のセンサ読出しパルスＳＧは、垂直駆動回路３０により、０Ｖの外部電源電圧ＶＭと正の外部電源電圧ＶＨを用いた電圧変換処理により、ハイレベル側の電圧を５ＶからＶＨに変換される。
【００１１】
このあと、電圧変換処理を受けた２つのパルスは合成される。これは、固体撮像装置２０が垂直駆動端子として、１つの端子しか有しないからである。この合成処理により、図１６（ｃ）に示すような３値ＶＨ，０，ＶＬを持つ合成パルスＶＳが得られる。この合成パルスＶＳは、固体撮像装置２０に供給される。
【００１２】
上記負の外部電源電圧ＶＬは、さらに、固体撮像装置２０に供給され、保護トランジスタ２１のベースバイアス電圧として用いられる。なお、図１５においては、ＶＳＢは、外部電源から供給される基板電圧を示す。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
以上述べたように従来は、正の垂直駆動パルスを負の垂直駆動パルスに変換する場合、電圧変換処理により変換するようになっていた。また、従来は、垂直方向のＣＣＤ等を保護する保護トランジスタ２１に負のベースバイアス電圧を供給する場合、外部電源から供給するようになっていた。
【００１４】
しかしながら、このような構成では、負の外部電源が必要になるため、電源回路の構成が複雑になるという問題があった。
【００１５】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その課題は、正の駆動パルス（例えば、正の垂直駆動パルス）を負の駆動パルス（例えば、負の垂直駆動パルス）に変換する場合であっても、負の外部電源を用いることなく、この変換を行うことができるとともに、保護トランジスタに負のベースバイアス電圧を供給することができる固体撮像装置の駆動回路を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る固体撮像装置の駆動回路は、固体撮像装置の走査部をなすＣＣＤを駆動するための回路において、ＣＣＤを駆動するために必要な電圧とは異なる電圧を有する２値の駆動パルスの一方の電位を所定の電位にクランプすることにより、ＣＣＤを駆動するために必要な電圧を有する駆動パルスを生成するようにしたものである。
【００１７】
この固体撮像装置の駆動回路では、ＣＣＤを駆動するために必要な電圧を有する駆動パルスは、クランプ処理により得られる。これにより、例えば、正の駆動パルスを負の駆動パルスに変換する場合であっても、負の外部電源を用いることなく、この変換を行うことができる。
【００１８】
また、クランプ処理は、クランプ用のコンデンサの充放電によって行われる。このような構成では、この充放電処理とクランプ点の電位の変化とにより、保護トランジスタをオン、オフ駆動することができる。これにより、例えば、保護トランジスタのベースにコンデンサを接続しておくことにより、このトランジスタのオン時は、このコンデンサを充電することができ、オフ時は、充電電荷を保持することができる。その結果、駆動パルスとして、負のパルスを用いる場合であっても、負の外部電源を用いることなく、負のベースバイアス電圧を得ることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００２０】
［第１の実施の形態］
まず、本発明の第１の実施の形態を説明する。なお、以下の説明では、本発明を垂直駆動回路に適用した場合を代表として説明する。
【００２１】
［第１の実施の形態の構成］
図１は、本発明の第１の実施の形態の構成を示す回路図である。なお、図１において、先の図１５とほぼ同一機能を果たす部分には、同一符号を付す。
【００２２】
まず、本発明の特徴とする垂直駆動回路４０の構成を説明する。この垂直駆動回路４０は、クランプ部４１と、スイッチ４２，４３と、インバータ４４とを有し、クランプ処理により、正の垂直駆動パルスＶＰｐを負の垂直駆動パルスＶＰｎに変換するとともに、負の垂直駆動パルスＶＰｎとセンサ読出しパルスＳＧとを合成するようになっている。
【００２３】
すなわち、クランプ部４１は、タイミングジェネレータ１０の垂直駆動パルス発生部１１から出力される正の垂直駆動パルスＶＰｐをクランプ処理により負の垂直駆動パルスＶＰｎに変換する機能を有する。このクランプ部４１は、コンデンサ４１１と、ダイオード４１２と、抵抗４１３とを含むものである。
【００２４】
コンデンサ４１１の一端は、垂直駆動パルス発生部１１の出力端子に接続され、他端は、ダイオード４１２のアノードと抵抗４１３の一端とに接続されている。ダイオード４１２のカソードと抵抗４１３の他端は接地されている。なお、コンデンサ４１１の容量値は、固体撮像装置２０の特性に応じて、例えば、数百ｐＦ〜数μＦの範囲で決定される。また、抵抗４１３の抵抗値は、固体撮像装置２０の特性に応じて、例えば、数百Ω〜数ｋΩの範囲で決定される。
【００２５】
スイッチ４２，４３とインバータ４４は、負の垂直駆動パルスＶＰｎとセンサ読出しパルスＳＧとを合成し、合成パルスＶＳを生成する機能を有する。この生成は、センサ読出しパルスＳＧがハイレベル（アクティブレベル）の期間は、電源端子６０に印加される５Ｖの電圧を選択し、ロウレベル（インアクティブレベル）の期間は、クランプ部４１のクランプ出力を選択することにより行われる。
【００２６】
この場合、スイッチ４２の一端は、クランプ部４１の出力端子に接続され、他端は、固体撮像装置２０の垂直駆動端子２２に接続されている。スイッチ４３の一端は、５Ｖの電源電圧が印加される電源端子６０に接続され、他端はスイッチ４３の他端と共に垂直駆動端子２２に接続されている。
【００２７】
スイッチ４２のオン，オフは、パルスＸＳＧにより制御される。このパルスＸＳＧは、センサ読出しパルス発生部１２から出力されるセンサ読出しパルスＳＧをインバータ４４で反転することにより得られる。スイッチ４３のオン，オフは、センサ読出しパルスＳＧにより制御される。
【００２８】
以上が、垂直駆動回路４０の構成である。次に、前述の固体撮像装置２０に設けられる保護トランジスタ２１について具体的に説明する。
【００２９】
図示の例では、この保護トランジスタ２１は、ＮＰＮトランジスタで構成されている。このトランジスタ２１のエミッタは、垂直駆動端子２２に接続され、ベースは、ベース端子２３に接続され、コレクタは基板電圧ＶＳＵＢの入力端子２４に接続されている。
【００３０】
この保護トランジスタ２１のベースバイアス電圧ＶＢは、垂直方向のＣＣＤが負の垂直駆動パルスＶＰｎで駆動されるため、負に設定する必要がある。この負のベースバイアス電圧ＶＢを得るために、従来は、上記のごとく、負の外部電源を用いるようになっていた。これに対し、本実施の形態では、ベース端子２３に接続された外付けのコンデンサ５０の充電により得るようになっている。このコンデンサ５０の容量値は、固体撮像装置２０の特性に応じて、例えば、数百ｐＦ〜数μＦの範囲で決定される。
【００３１】
［第１の実施の形態の動作］
上記構成において、動作を説明する。まず、垂直駆動回路４０の全体的な動作を説明する。
【００３２】
垂直駆動パルス発生部１１からは、図２（ａ）に示すような正の垂直駆動パルスＶＰｐが出力される。この垂直駆動パルスＶＰｐは、クランプ部４１によりクランプされる。これにより負の垂直駆動パルスＶＰｎが得られる。この垂直駆動パルスＶＰｎはスイッチ４２に供給される。なお、クランプ部４１のクランプ処理については、あとで詳細に説明する。
【００３３】
センサ読出しパルス発生部１２からは、図２（ｂ）に示すような正のセンサ読出しパルスＳＧが出力される。このセンサ読出しパルスＳＧは、スイッチ４３に対してオンオフ制御パルスとして供給される。スイッチ４３は、センサ読出しパルスＳＧがハイレベルの期間はオン状態に設定され、ロウレベルの期間はオフ状態に設定される。
【００３４】
センサ読出しパルスＳＧは、さらに、インバータ４４により反転される。これにより、図２（ｃ）に示すように、センサ読出しパルスＳＧとは逆極性のパルスＸＳＧが得られる。このパルスＸＳＧは、スイッチ４２にオンオフ制御パルスとして供給される。スイッチ４２は、パルスＸＳＧがハイレベルの期間はオン状態に設定され、ロウレベルの期間はオフ状態に設定される。
【００３５】
これにより、センサ読出しパルスＳＧがロウレベルの期間（パルスＸＳＧがハイレベルの期間）は、図３に示すように、スイッチ４２がオン状態となり、スイッチ４３がオフ状態になる。その結果、スイッチ４２，４３の出力端子の共通接続点ａには、クランプ部４１のクランプ出力（負の垂直駆動パルスＶＰｎ）が現れる。
【００３６】
これに対し、センサ読出しパルスＳＧがハイレベルの期間（パルスＸＳＧがロウレベルの期間）は、図４に示すように、スイッチ４３がオン状態となり、スイッチ４２がオフ状態になる。これにより、共通接続点ａには、５Ｖの電圧が現れる。
【００３７】
以上から、共通接続点ａには、図２（ｄ）に示すように、負の垂直駆動パルスＶＰｎとセンサ読出しパルスＳＧとを合成したようなパルスＶＳが得られる。この合成パルスＶＳは、固体撮像装置の２０の垂直駆動端子２２に供給される。
【００３８】
以上が垂直駆動回路４０の全体的な動作である。次に、クランプ部４１のクランプ動作を説明する。
【００３９】
図５は、垂直駆動パルスＶＰｐの一部を拡大して示すものである。図において、Ｔｕは、垂直駆動パルスＶＰｐの立上がり時を示し、Ｔｄは立下がり時を示す。クランプ部４１のクランプ動作は、垂直駆動パルスＶＰｐの立上がり時Ｔｕの動作と立下がり時Ｔｄの動作に分けて考えることができる。
【００４０】
図６は、垂直駆動パルスＶＰｐの立上がり時Ｔｕの動作を説明するための回路図である。図７は、垂直駆動パルスＶＰｐの立下がり時Ｔｄの動作を説明するための回路図である。
【００４１】
垂直駆動パルスＶＰｐの立上がり時Ｔｕでは、垂直駆動パルス発生部１１側からコンデサ４１１の充電電流が流れる。この充電電流の一部は、ダイオード４１２を介してアース側に流れる（電流Ｉａ）。これにより、コンデンサ４１１とダイオード４１２とのアノードとの共通接続点（クランプ点）ｂの電位は、ほぼ０Ｖとなる。また、コンデンサ４１１の両端の電圧は、ほぼ５Ｖとなる。
【００４２】
そののち、垂直駆動パルスＶＰｐがハイレベルまで立ち上がると、充電電流が停止する。この状態は、垂直駆動パルスＶＰｐの立下がり時Ｔｄまで保持される。これにより、共通接続点ｂの電位は、垂直駆動パルスＶＰｐがハイレベルの期間、ほぼ０Ｖに保持される。
【００４３】
この状態で、垂直駆動パルスＶＰｐが立ち下がると、図７に示すように、コンデンサ４１１の放電電流が流れる。この放電電流の一部は、アース側から抵抗４１３を介して与えられる（電流Ｉｂ）。これにより、共通接続点ｂの電位は、ほぼ−５Ｖとなる。また、コンデンサ４１１の両端の電圧は、ほぼ５Ｖとなる。
【００４４】
そののち、垂直駆動パルスＶＰｐがロウレベルまで立ち下がると、放電電流が停止する。この状態は、垂直駆動パルスＶＰｐの次の立上がり時Ｔｄまで保持される。これにより、共通接続点ｂの電位は、垂直駆動パルスＶＰｐがロウレベルの期間、ほぼ−５Ｖに保持される。
【００４５】
以上の動作により、クランプ部４１に入力される正の垂直駆動パルスＶＰｐは、図８に示すように、負の垂直駆動パルスＶＰｎに変換される。
【００４６】
以上がクランプ部４１のクランプ動作である。次に、固体撮像装置２０に設けられた保護トランジスタ２１のベースバイアス電圧ＶＢの発生動作について説明する。
【００４７】
この場合の動作も、垂直駆動パルスＶＰｐの立上がり時Ｔｕの動作と立下がり時Ｔｄの動作に分けて考えることができる。図９は、立上がり時Ｔｕの動作を説明するための回路図であり、図１０は、立下がり時Ｔｄの動作を説明するための回路図である。
【００４８】
垂直駆動パルスＶＰｐの立上がり時Ｔｕにおいては、コンデンサ４１１が充電される。この充電電流の一部は、上記のごとく、ダイオード４１２に流れ込む（電流Ｉａ）。これに対し、残りは、固体撮像装置２０に流れ込む（電流Ｉｃ）。
【００４９】
しかし、この場合、共通接続点ｂの電位がほぼ０Ｖであるため、垂直駆動端子２２の電位もほぼ０Ｖとなる。これにより、保護トランジスタ２１のベース・エミッタ間のバイアスが逆方向バイアスとなるため、このトランジスタ２１はオフ状態となる。その結果、トランジスタ２１のベースには電流が流れない。
【００５０】
このあと、垂直駆動パルスＶＰｐが立ち下がると、図１０に示すように、コンデンサ４１１の蓄積電荷が放電される。この放電電流の一部は、上記のごとく、抵抗４１３を介して与えられる（電流Ｉｂ）。これに対し、残りは、固体撮像装置２０側から与えられる（電流Ｉｄ）。
【００５１】
この場合、共通接続点ｂの電位がほぼ−５Ｖとなるため、垂直駆動端子２２の電位もほぼ−５Ｖとなる。これにより、保護トランジスタ２１のベース・エミッタ間のバイアスが順方向バイアスとなるため、このトランジスタ２１はオン状態となる。その結果、トランジスタ２１のベースに電流Ｉｅが流れるため、コンデンサ５０が充電される。これにより、コンデンサ５０の両端にほぼ５Ｖの電圧が発生する。その結果、保護トランジスタ２１のベースにほぼ−５Ｖのバイアス電圧ＶＢが与えられることになる。
【００５２】
このあと、垂直駆動パルスＶＰｐが立ち上がると、保護トランジスタ２１がオフ状態となる。これにより、コンデンサ５０の充電電荷は放電されないため、トランジスタ２１のベースバイアス電圧ＶＢは、ほぼ−５Ｖに保持される。
【００５３】
以上が、保護トランジスタ２１のベースバイアス電圧ＶＢの発生動作である。次に、保護トランジスタ２１による垂直方向のＣＣＤ等の保護動作を説明する。
【００５４】
いま、垂直駆動端子２２に、保護トランジスタ２１のベース電圧を下回る負のサージが入力されたとする。この場合、図１１に示すように、このトランジスタ２１のエミッタ−コレクタ間が導通する。これにより、垂直駆動端子２２に接続された垂直方向のＣＣＤ等が保護される。
【００５５】
また、垂直駆動端子２１に、保護トランジスタ２１のエミッタ−ベース間の破壊電圧ＶＢＥを越えるような正のサージが入力されたとする。この場合、図１２に示すように、このトランジスタ２１のエミッタ−ベース間が導通する。これにより、垂直駆動端子２２に接続された垂直方向のＣＣＤ等が保護される。
【００５６】
以上が、保護トランジスタ２１による保護動作である。なお、以上の動作から、保護トランジスタ２１のベースバイアス電圧ＶＢは、垂直駆動端子２２にかかる電圧のうち、最も低い電圧以下である必要があることがわかる。垂直駆動端子２２にかかる電圧で最も低いのは、垂直駆動パルスＶＰｎのロウレベル側の電圧−５Ｖである。したがって、この場合は、保護トランジスタ２１のベースにかかるバイアス電圧ＶＢを−５Ｖ以下にする必要がある。この点に関し、本実施の形態では、トランジスタ２１のベースバイアス電圧ＶＢを、上記のごとく、−５Ｖに設定することができるので問題はない。
【００５７】
［第１の実施の形態の効果］
以上詳述した本実施の形態によれば、次のような効果が得られる。
【００５８】
（１）まず、本実施の形態によれば、クランプ処理により、正の垂直駆動パルスＶＰｐを負の垂直駆動パルスＶＰｎに変換するようにしたので、負の外部電源を用いることなく、この変換を行うことができるとともに、保護トランジスタ２１のべースバイアス電圧ＶＢとして、負の電圧を発生することができる。
【００５９】
（２）また、このようなクランプ処理による変換構成によれば、従来の電圧変換処理による変換構成より、垂直駆動回路の構成を簡単にすることができる。
【００６０】
（３）また、本実施の形態によれば、インバータ４４等をタイミングジェネレータ１０の外部に設けたので、タイミングジェネレータ１０として、既存のタイミングジェネレータを用いることができる。
【００６１】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。図１３は、本発明の第２の実施の形態の構成を示す回路図である。先の実施の形態では、保護トランジスタ２１のベース端子２３に、ベースバイアス電圧ＶＢを発生するためのコンデンサ５０を接続する場合を説明した。これに対し、本実施の形態は、このコンデンサ５０を削除し、ベース端子２３に発生する分布容量をバイアス電圧発生用のコンデンサとして用いるようにしたものである。他の構成は第１の実施の形態と同様であるので、その説明は省略する。
【００６２】
このよう構成においても、先の実施の形態と同じ効果を得ることができるとともに、さらに、次のような効果を得ることができる。すなわち、このような構成によれば、ベースバイアス電圧ＶＢが多少不安定になるため、正のサージに対する保護トランジスタ２１の保護機能が多少悪くなるが、コンデンサ５０を省略することができるため、部品点数を削減することができるという効果が得られる。
【００６３】
［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態を説明する。図１４は、本発明の第３の実施の形態の構成を示す回路図である。先の第１の実施の形態では、垂直駆動回路４０をタイミングジェネレータ１０とは、別に集積回路化する場合を説明した。これに対し、本実施の形態では、クランプ部４１のコンデンサ４１１を除いて、垂直駆動回路４０をタイミングジェネレータ１０と一緒に集積回路化するようにしたものである。
【００６４】
すなわち、クランプ部４１は、ダイオード４１２や抵抗４１３によって構成されるため、集積回路化に適している。また、スイッチ４２，４３もトランジスタ等によって構成することができるため、集積回路化に適している。本実施の形態は、この点に着目し、垂直駆動回路４０をタイミングジェネレータ１０と一緒に集積回路化するようにしたものである。このような構成によれば、集積回路の数を減らすことができる。
【００６５】
［その他の実施の形態］
以上、本発明の３つの実施の形態を詳細に説明したが、本発明は、上述したような実施の形態に限定されるものではない。
【００６６】
（１）例えば、先の実施の形態では、本発明を、正の垂直駆動パルスＶＰｐを負の垂直駆動パルスＶＰｎに変換する垂直駆動回路に適用する場合を説明した。しかし、本発明は、負の垂直駆動パルスＶＰｎを正の垂直駆動パルスＶＰｐに変換する垂直駆動回路にも適用することができる。
【００６７】
すなわち、本発明は、固体撮像装置で正の垂直駆動パルスＶＰｐを必要とするにもかかわらず、垂直駆動回路に負の垂直駆動パルスＶＰｎが供給される場合にも適用することができる。このような構成においては、正の外部電源を用いることなく、負の垂直駆動パルスＶＰｎを正の垂直駆動パルスＶＰｐに変換することができるとともに、保護トランジスタのベースバイアス電圧ＶＢとして、正のベースバイアス電圧を得ることができる。
【００６８】
（２）また、本発明は、正の垂直駆動パルスＶＰｐのハイレベルの電圧を０Ｖにクランプしたり（正／負変換）、負の垂直駆動パルスＶＰｎのロウレベルの電圧を０Ｖにクランプしたり（負／正変換）するだけでなく、これらを所定の直流電圧（正、負を問わない）にクランプする場合にも適用することができる。
【００６９】
このような場合、従来の構成では、正と負の両方の外部電源が必要になる場合がある。しかし、本発明では、このような場合であっても、一方の外部電源だけあればよく、他方の外部電源は不要となる。
【００７０】
すなわち、いま、例えば、０〜５Ｖの正の垂直駆動パルスを−３〜２Ｖの垂直駆動パルスに変換する場合を考える。この場合、従来の構成では、例えば、２Ｖの正の電圧を得るための正の外部電源と−３Ｖの負の電圧を得るための負の外部電源が必要である。これに対し、本実施の形態によれば、このような場合であっても、２Ｖの正の電圧を得るための正の外部電源だけあればよく、−３Ｖの負の電圧を得るための負の外部電源は不要となる。
【００７１】
（３）また、先の実施の形態では、本発明を、センサ読出しパルスＳＧを垂直駆動パルスと合成する方式の垂直駆動回路に適用する場合を説明した。しかし、本発明は、この合成を行わない方式の垂直駆動回路にも適用することができる。すなわち、駆動端子として、垂直駆動パルス用の端子とセンサ読出しパルス用の端子を有する固体撮像装置の垂直駆動回路（垂直駆動パルス側の回路）にも適用することができる。
【００７２】
（４）また、先の実施の形態では、本発明を、垂直駆動回路に適用する場合を説明した。しかし、本発明は、水平駆動パルスにおいても、電圧変換が必要な場合は、この変換を行う水平駆動回路にも適用することができる。
【００７３】
（５）また、本発明は、一般的によく使われるインタライン型の固体撮像装置の駆動回路だけでなく、各種タイプの固体撮像装置の駆動回路にも適用することができる。例えば、各水平走査線ごとに水平方向のＣＣＤを設け、この複数のＣＣＤを順次駆動する方式の固体撮像装置の駆動回路にも適用することができる。また、走査方式として、水平方向の走査を繰り返しながら、垂直方向に徐々に走査を行う既存のテレビジョン方式の走査方式を採用する固体撮像装置の駆動回路ではなく、例えば、垂直方向の走査を繰り返しながら、水平方向に徐々に走査を行うような走査方式を採用する固体撮像装置の駆動回路にも適用することができる。これらの構成の場合、センサの蓄積電荷は、センサ読出しパルスＳＧによって読み出され、水平方向のＣＣＤに供給される。
【００７４】
（６）この他にも、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で種々様々変形実施可能なことは勿論である。
【００７５】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明に係る固体撮像装置の駆動回路によれば、クランプ処理により、ＣＣＤを駆動するために必要な電圧とは異なる電圧を有する駆動パルスをＣＣＤを駆動するために必要な電圧を有する駆動パルスに変換するようにしたので、例えば、正の駆動パルスを負の駆動パルスに変換する場合であっても、負の外部電源を用いることなく、この変換を行うことができるとともに、保護トランジスタのべースバイアス電圧として、負の電圧を得ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の構成を示す回路図である。
【図２】第１の実施の形態の全体的な動作を説明するための信号波形図である。
【図３】センサ読出しパルスのロウレベルの期間の垂直駆動回路の動作を説明するための回路図である。
【図４】センサ読出しパルスのハイレベルの期間の垂直駆動回路の動作を説明するための回路図である。
【図５】正の垂直同期パルスの一部を拡大して示す信号波形図である。
【図６】正の垂直同期パルスの立上がり時のクランプ部の動作を説明するための回路図である。
【図７】正の垂直同期パルスの立下がり時のクランプ部の動作を説明するための回路図である。
【図８】クランプ部のクランプ動作を説明するための信号波形図である。
【図９】保護トランジスタのベースバイアス電圧の発生動作を説明するための回路図である。
【図１０】保護トランジスタのベースバイアス電圧の発生動作を説明するための回路図である。
【図１１】保護トランジスタの保護動作を説明するための回路図である。
【図１２】保護トランジスタの保護動作を説明するための回路図である。
【図１３】本発明の第２の実施の形態の構成を示す回路図である。
【図１４】本発明の第３の実施の形態の構成を示す回路図である。
【図１５】従来の垂直駆動回路の構成を説明するための回路図である。
【図１６】従来の垂直駆動回路の動作を説明するための信号波形図である。
【符号の説明】
１０…タイミングジェネレータ、１１…垂直同期パルス発生部、１２…センサ読出しパルス発生部、２０…固体撮像装置、２１…保護トランジスタ、２２…垂直駆動端子、２３…ベース端子、２４…入力端子、４０…垂直駆動回路、４１…クランプ部、４２，４３…スイッチ、４４…インバータ、４１１…コンデンサ、４１２…ダイオード、４１３…抵抗
【発明の属する技術分野】
本発明は、光電変換部と走査部とを備えた固体撮像装置の走査部をなす電荷結合素子（Charge Coupled Device ，以下「ＣＣＤ」という。）を駆動するための駆動回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ＣＣＤを用いて電荷を転送する固体撮像装置においては、垂直方向のＣＣＤを駆動する垂直駆動パルスとして、負のパルスが用いられる。
【０００３】
しかしながら、垂直駆動パルス等の各種タイミングパルスを発生するタイミングジェネレータにおいては、通常、これらのパルスは、正のパルスとして出力される。したがって、垂直駆動パルスによって、垂直方向のＣＣＤを駆動するには、正の垂直駆動パルスを負の垂直駆動パルスに変換する必要がある。
【０００４】
そこで、従来より、タイミングジェネレータと固体撮像装置との間に、垂直駆動回路を設け、タイミングジェネレータから出力される正の垂直駆動パルスをこの垂直駆動回路により負の垂直駆動パルスに変換するようになっている。この場合、従来は、０Ｖの外部電源と負の外部電源とを用いた電圧変換処理により、正の垂直駆動パルスを負の垂直駆動パルスに変換するようになっていた。
【０００５】
また、上述した固体撮像装置においては、一般に、人体等から発生した静電気等により、内部素子が破壊されるのを防止するために、保護トランジスタが内蔵されている。
【０００６】
この場合、垂直方向の素子（垂直方向のＣＣＤ等）を保護する保護トランジスタにおいては、ベースバイアス電圧として、負の電圧が用いられる。これは、垂直駆動パルスとして、負のパルスが用いられるからである。このため、従来は、負の外部電源を用意し、この外部電源を固体撮像装置に設けられた保護トランジスタのベース端子に接続することにより、負のベースバイアス電圧を得るようになっていた。
【０００７】
以上の構成を図１５に示す。図において、タイミングジェネレータ１０からは、図１６（ａ）に示すように、ハイレベル側の電圧が５Ｖで、ロウレベル側の電圧が０Ｖの正の垂直駆動パルスＶＰｐが出力される。
【０００８】
また、このタイミングジェネレータ１０からは、図１６（ｂ）に示すように、ハイレベル側の電圧が５Ｖで、ロウレベル側の電圧が０Ｖの正のセンサ読出しパルスＳＧが出力される。ここで、センサ読出しパルスＳＧとは、センサ（光電変換部）から蓄積電荷を読み出し、垂直方向のＣＣＤに供給するためのパルスである。
【０００９】
正の垂直駆動パルスＶＰｐは、垂直駆動回路３０により、０Ｖの外部電源電圧ＶＭと負の外部電源電圧ＶＬを用いた電圧変換処理により、負の垂直駆動パルスに変換される。この場合、ハイレベルの電圧は、５Ｖから０Ｖに変換され、ロウレベルの電圧は、０Ｖから負の外部電源電圧ＶＬに変換される。
【００１０】
正のセンサ読出しパルスＳＧは、垂直駆動回路３０により、０Ｖの外部電源電圧ＶＭと正の外部電源電圧ＶＨを用いた電圧変換処理により、ハイレベル側の電圧を５ＶからＶＨに変換される。
【００１１】
このあと、電圧変換処理を受けた２つのパルスは合成される。これは、固体撮像装置２０が垂直駆動端子として、１つの端子しか有しないからである。この合成処理により、図１６（ｃ）に示すような３値ＶＨ，０，ＶＬを持つ合成パルスＶＳが得られる。この合成パルスＶＳは、固体撮像装置２０に供給される。
【００１２】
上記負の外部電源電圧ＶＬは、さらに、固体撮像装置２０に供給され、保護トランジスタ２１のベースバイアス電圧として用いられる。なお、図１５においては、ＶＳＢは、外部電源から供給される基板電圧を示す。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
以上述べたように従来は、正の垂直駆動パルスを負の垂直駆動パルスに変換する場合、電圧変換処理により変換するようになっていた。また、従来は、垂直方向のＣＣＤ等を保護する保護トランジスタ２１に負のベースバイアス電圧を供給する場合、外部電源から供給するようになっていた。
【００１４】
しかしながら、このような構成では、負の外部電源が必要になるため、電源回路の構成が複雑になるという問題があった。
【００１５】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その課題は、正の駆動パルス（例えば、正の垂直駆動パルス）を負の駆動パルス（例えば、負の垂直駆動パルス）に変換する場合であっても、負の外部電源を用いることなく、この変換を行うことができるとともに、保護トランジスタに負のベースバイアス電圧を供給することができる固体撮像装置の駆動回路を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る固体撮像装置の駆動回路は、固体撮像装置の走査部をなすＣＣＤを駆動するための回路において、ＣＣＤを駆動するために必要な電圧とは異なる電圧を有する２値の駆動パルスの一方の電位を所定の電位にクランプすることにより、ＣＣＤを駆動するために必要な電圧を有する駆動パルスを生成するようにしたものである。
【００１７】
この固体撮像装置の駆動回路では、ＣＣＤを駆動するために必要な電圧を有する駆動パルスは、クランプ処理により得られる。これにより、例えば、正の駆動パルスを負の駆動パルスに変換する場合であっても、負の外部電源を用いることなく、この変換を行うことができる。
【００１８】
また、クランプ処理は、クランプ用のコンデンサの充放電によって行われる。このような構成では、この充放電処理とクランプ点の電位の変化とにより、保護トランジスタをオン、オフ駆動することができる。これにより、例えば、保護トランジスタのベースにコンデンサを接続しておくことにより、このトランジスタのオン時は、このコンデンサを充電することができ、オフ時は、充電電荷を保持することができる。その結果、駆動パルスとして、負のパルスを用いる場合であっても、負の外部電源を用いることなく、負のベースバイアス電圧を得ることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００２０】
［第１の実施の形態］
まず、本発明の第１の実施の形態を説明する。なお、以下の説明では、本発明を垂直駆動回路に適用した場合を代表として説明する。
【００２１】
［第１の実施の形態の構成］
図１は、本発明の第１の実施の形態の構成を示す回路図である。なお、図１において、先の図１５とほぼ同一機能を果たす部分には、同一符号を付す。
【００２２】
まず、本発明の特徴とする垂直駆動回路４０の構成を説明する。この垂直駆動回路４０は、クランプ部４１と、スイッチ４２，４３と、インバータ４４とを有し、クランプ処理により、正の垂直駆動パルスＶＰｐを負の垂直駆動パルスＶＰｎに変換するとともに、負の垂直駆動パルスＶＰｎとセンサ読出しパルスＳＧとを合成するようになっている。
【００２３】
すなわち、クランプ部４１は、タイミングジェネレータ１０の垂直駆動パルス発生部１１から出力される正の垂直駆動パルスＶＰｐをクランプ処理により負の垂直駆動パルスＶＰｎに変換する機能を有する。このクランプ部４１は、コンデンサ４１１と、ダイオード４１２と、抵抗４１３とを含むものである。
【００２４】
コンデンサ４１１の一端は、垂直駆動パルス発生部１１の出力端子に接続され、他端は、ダイオード４１２のアノードと抵抗４１３の一端とに接続されている。ダイオード４１２のカソードと抵抗４１３の他端は接地されている。なお、コンデンサ４１１の容量値は、固体撮像装置２０の特性に応じて、例えば、数百ｐＦ〜数μＦの範囲で決定される。また、抵抗４１３の抵抗値は、固体撮像装置２０の特性に応じて、例えば、数百Ω〜数ｋΩの範囲で決定される。
【００２５】
スイッチ４２，４３とインバータ４４は、負の垂直駆動パルスＶＰｎとセンサ読出しパルスＳＧとを合成し、合成パルスＶＳを生成する機能を有する。この生成は、センサ読出しパルスＳＧがハイレベル（アクティブレベル）の期間は、電源端子６０に印加される５Ｖの電圧を選択し、ロウレベル（インアクティブレベル）の期間は、クランプ部４１のクランプ出力を選択することにより行われる。
【００２６】
この場合、スイッチ４２の一端は、クランプ部４１の出力端子に接続され、他端は、固体撮像装置２０の垂直駆動端子２２に接続されている。スイッチ４３の一端は、５Ｖの電源電圧が印加される電源端子６０に接続され、他端はスイッチ４３の他端と共に垂直駆動端子２２に接続されている。
【００２７】
スイッチ４２のオン，オフは、パルスＸＳＧにより制御される。このパルスＸＳＧは、センサ読出しパルス発生部１２から出力されるセンサ読出しパルスＳＧをインバータ４４で反転することにより得られる。スイッチ４３のオン，オフは、センサ読出しパルスＳＧにより制御される。
【００２８】
以上が、垂直駆動回路４０の構成である。次に、前述の固体撮像装置２０に設けられる保護トランジスタ２１について具体的に説明する。
【００２９】
図示の例では、この保護トランジスタ２１は、ＮＰＮトランジスタで構成されている。このトランジスタ２１のエミッタは、垂直駆動端子２２に接続され、ベースは、ベース端子２３に接続され、コレクタは基板電圧ＶＳＵＢの入力端子２４に接続されている。
【００３０】
この保護トランジスタ２１のベースバイアス電圧ＶＢは、垂直方向のＣＣＤが負の垂直駆動パルスＶＰｎで駆動されるため、負に設定する必要がある。この負のベースバイアス電圧ＶＢを得るために、従来は、上記のごとく、負の外部電源を用いるようになっていた。これに対し、本実施の形態では、ベース端子２３に接続された外付けのコンデンサ５０の充電により得るようになっている。このコンデンサ５０の容量値は、固体撮像装置２０の特性に応じて、例えば、数百ｐＦ〜数μＦの範囲で決定される。
【００３１】
［第１の実施の形態の動作］
上記構成において、動作を説明する。まず、垂直駆動回路４０の全体的な動作を説明する。
【００３２】
垂直駆動パルス発生部１１からは、図２（ａ）に示すような正の垂直駆動パルスＶＰｐが出力される。この垂直駆動パルスＶＰｐは、クランプ部４１によりクランプされる。これにより負の垂直駆動パルスＶＰｎが得られる。この垂直駆動パルスＶＰｎはスイッチ４２に供給される。なお、クランプ部４１のクランプ処理については、あとで詳細に説明する。
【００３３】
センサ読出しパルス発生部１２からは、図２（ｂ）に示すような正のセンサ読出しパルスＳＧが出力される。このセンサ読出しパルスＳＧは、スイッチ４３に対してオンオフ制御パルスとして供給される。スイッチ４３は、センサ読出しパルスＳＧがハイレベルの期間はオン状態に設定され、ロウレベルの期間はオフ状態に設定される。
【００３４】
センサ読出しパルスＳＧは、さらに、インバータ４４により反転される。これにより、図２（ｃ）に示すように、センサ読出しパルスＳＧとは逆極性のパルスＸＳＧが得られる。このパルスＸＳＧは、スイッチ４２にオンオフ制御パルスとして供給される。スイッチ４２は、パルスＸＳＧがハイレベルの期間はオン状態に設定され、ロウレベルの期間はオフ状態に設定される。
【００３５】
これにより、センサ読出しパルスＳＧがロウレベルの期間（パルスＸＳＧがハイレベルの期間）は、図３に示すように、スイッチ４２がオン状態となり、スイッチ４３がオフ状態になる。その結果、スイッチ４２，４３の出力端子の共通接続点ａには、クランプ部４１のクランプ出力（負の垂直駆動パルスＶＰｎ）が現れる。
【００３６】
これに対し、センサ読出しパルスＳＧがハイレベルの期間（パルスＸＳＧがロウレベルの期間）は、図４に示すように、スイッチ４３がオン状態となり、スイッチ４２がオフ状態になる。これにより、共通接続点ａには、５Ｖの電圧が現れる。
【００３７】
以上から、共通接続点ａには、図２（ｄ）に示すように、負の垂直駆動パルスＶＰｎとセンサ読出しパルスＳＧとを合成したようなパルスＶＳが得られる。この合成パルスＶＳは、固体撮像装置の２０の垂直駆動端子２２に供給される。
【００３８】
以上が垂直駆動回路４０の全体的な動作である。次に、クランプ部４１のクランプ動作を説明する。
【００３９】
図５は、垂直駆動パルスＶＰｐの一部を拡大して示すものである。図において、Ｔｕは、垂直駆動パルスＶＰｐの立上がり時を示し、Ｔｄは立下がり時を示す。クランプ部４１のクランプ動作は、垂直駆動パルスＶＰｐの立上がり時Ｔｕの動作と立下がり時Ｔｄの動作に分けて考えることができる。
【００４０】
図６は、垂直駆動パルスＶＰｐの立上がり時Ｔｕの動作を説明するための回路図である。図７は、垂直駆動パルスＶＰｐの立下がり時Ｔｄの動作を説明するための回路図である。
【００４１】
垂直駆動パルスＶＰｐの立上がり時Ｔｕでは、垂直駆動パルス発生部１１側からコンデサ４１１の充電電流が流れる。この充電電流の一部は、ダイオード４１２を介してアース側に流れる（電流Ｉａ）。これにより、コンデンサ４１１とダイオード４１２とのアノードとの共通接続点（クランプ点）ｂの電位は、ほぼ０Ｖとなる。また、コンデンサ４１１の両端の電圧は、ほぼ５Ｖとなる。
【００４２】
そののち、垂直駆動パルスＶＰｐがハイレベルまで立ち上がると、充電電流が停止する。この状態は、垂直駆動パルスＶＰｐの立下がり時Ｔｄまで保持される。これにより、共通接続点ｂの電位は、垂直駆動パルスＶＰｐがハイレベルの期間、ほぼ０Ｖに保持される。
【００４３】
この状態で、垂直駆動パルスＶＰｐが立ち下がると、図７に示すように、コンデンサ４１１の放電電流が流れる。この放電電流の一部は、アース側から抵抗４１３を介して与えられる（電流Ｉｂ）。これにより、共通接続点ｂの電位は、ほぼ−５Ｖとなる。また、コンデンサ４１１の両端の電圧は、ほぼ５Ｖとなる。
【００４４】
そののち、垂直駆動パルスＶＰｐがロウレベルまで立ち下がると、放電電流が停止する。この状態は、垂直駆動パルスＶＰｐの次の立上がり時Ｔｄまで保持される。これにより、共通接続点ｂの電位は、垂直駆動パルスＶＰｐがロウレベルの期間、ほぼ−５Ｖに保持される。
【００４５】
以上の動作により、クランプ部４１に入力される正の垂直駆動パルスＶＰｐは、図８に示すように、負の垂直駆動パルスＶＰｎに変換される。
【００４６】
以上がクランプ部４１のクランプ動作である。次に、固体撮像装置２０に設けられた保護トランジスタ２１のベースバイアス電圧ＶＢの発生動作について説明する。
【００４７】
この場合の動作も、垂直駆動パルスＶＰｐの立上がり時Ｔｕの動作と立下がり時Ｔｄの動作に分けて考えることができる。図９は、立上がり時Ｔｕの動作を説明するための回路図であり、図１０は、立下がり時Ｔｄの動作を説明するための回路図である。
【００４８】
垂直駆動パルスＶＰｐの立上がり時Ｔｕにおいては、コンデンサ４１１が充電される。この充電電流の一部は、上記のごとく、ダイオード４１２に流れ込む（電流Ｉａ）。これに対し、残りは、固体撮像装置２０に流れ込む（電流Ｉｃ）。
【００４９】
しかし、この場合、共通接続点ｂの電位がほぼ０Ｖであるため、垂直駆動端子２２の電位もほぼ０Ｖとなる。これにより、保護トランジスタ２１のベース・エミッタ間のバイアスが逆方向バイアスとなるため、このトランジスタ２１はオフ状態となる。その結果、トランジスタ２１のベースには電流が流れない。
【００５０】
このあと、垂直駆動パルスＶＰｐが立ち下がると、図１０に示すように、コンデンサ４１１の蓄積電荷が放電される。この放電電流の一部は、上記のごとく、抵抗４１３を介して与えられる（電流Ｉｂ）。これに対し、残りは、固体撮像装置２０側から与えられる（電流Ｉｄ）。
【００５１】
この場合、共通接続点ｂの電位がほぼ−５Ｖとなるため、垂直駆動端子２２の電位もほぼ−５Ｖとなる。これにより、保護トランジスタ２１のベース・エミッタ間のバイアスが順方向バイアスとなるため、このトランジスタ２１はオン状態となる。その結果、トランジスタ２１のベースに電流Ｉｅが流れるため、コンデンサ５０が充電される。これにより、コンデンサ５０の両端にほぼ５Ｖの電圧が発生する。その結果、保護トランジスタ２１のベースにほぼ−５Ｖのバイアス電圧ＶＢが与えられることになる。
【００５２】
このあと、垂直駆動パルスＶＰｐが立ち上がると、保護トランジスタ２１がオフ状態となる。これにより、コンデンサ５０の充電電荷は放電されないため、トランジスタ２１のベースバイアス電圧ＶＢは、ほぼ−５Ｖに保持される。
【００５３】
以上が、保護トランジスタ２１のベースバイアス電圧ＶＢの発生動作である。次に、保護トランジスタ２１による垂直方向のＣＣＤ等の保護動作を説明する。
【００５４】
いま、垂直駆動端子２２に、保護トランジスタ２１のベース電圧を下回る負のサージが入力されたとする。この場合、図１１に示すように、このトランジスタ２１のエミッタ−コレクタ間が導通する。これにより、垂直駆動端子２２に接続された垂直方向のＣＣＤ等が保護される。
【００５５】
また、垂直駆動端子２１に、保護トランジスタ２１のエミッタ−ベース間の破壊電圧ＶＢＥを越えるような正のサージが入力されたとする。この場合、図１２に示すように、このトランジスタ２１のエミッタ−ベース間が導通する。これにより、垂直駆動端子２２に接続された垂直方向のＣＣＤ等が保護される。
【００５６】
以上が、保護トランジスタ２１による保護動作である。なお、以上の動作から、保護トランジスタ２１のベースバイアス電圧ＶＢは、垂直駆動端子２２にかかる電圧のうち、最も低い電圧以下である必要があることがわかる。垂直駆動端子２２にかかる電圧で最も低いのは、垂直駆動パルスＶＰｎのロウレベル側の電圧−５Ｖである。したがって、この場合は、保護トランジスタ２１のベースにかかるバイアス電圧ＶＢを−５Ｖ以下にする必要がある。この点に関し、本実施の形態では、トランジスタ２１のベースバイアス電圧ＶＢを、上記のごとく、−５Ｖに設定することができるので問題はない。
【００５７】
［第１の実施の形態の効果］
以上詳述した本実施の形態によれば、次のような効果が得られる。
【００５８】
（１）まず、本実施の形態によれば、クランプ処理により、正の垂直駆動パルスＶＰｐを負の垂直駆動パルスＶＰｎに変換するようにしたので、負の外部電源を用いることなく、この変換を行うことができるとともに、保護トランジスタ２１のべースバイアス電圧ＶＢとして、負の電圧を発生することができる。
【００５９】
（２）また、このようなクランプ処理による変換構成によれば、従来の電圧変換処理による変換構成より、垂直駆動回路の構成を簡単にすることができる。
【００６０】
（３）また、本実施の形態によれば、インバータ４４等をタイミングジェネレータ１０の外部に設けたので、タイミングジェネレータ１０として、既存のタイミングジェネレータを用いることができる。
【００６１】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。図１３は、本発明の第２の実施の形態の構成を示す回路図である。先の実施の形態では、保護トランジスタ２１のベース端子２３に、ベースバイアス電圧ＶＢを発生するためのコンデンサ５０を接続する場合を説明した。これに対し、本実施の形態は、このコンデンサ５０を削除し、ベース端子２３に発生する分布容量をバイアス電圧発生用のコンデンサとして用いるようにしたものである。他の構成は第１の実施の形態と同様であるので、その説明は省略する。
【００６２】
このよう構成においても、先の実施の形態と同じ効果を得ることができるとともに、さらに、次のような効果を得ることができる。すなわち、このような構成によれば、ベースバイアス電圧ＶＢが多少不安定になるため、正のサージに対する保護トランジスタ２１の保護機能が多少悪くなるが、コンデンサ５０を省略することができるため、部品点数を削減することができるという効果が得られる。
【００６３】
［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態を説明する。図１４は、本発明の第３の実施の形態の構成を示す回路図である。先の第１の実施の形態では、垂直駆動回路４０をタイミングジェネレータ１０とは、別に集積回路化する場合を説明した。これに対し、本実施の形態では、クランプ部４１のコンデンサ４１１を除いて、垂直駆動回路４０をタイミングジェネレータ１０と一緒に集積回路化するようにしたものである。
【００６４】
すなわち、クランプ部４１は、ダイオード４１２や抵抗４１３によって構成されるため、集積回路化に適している。また、スイッチ４２，４３もトランジスタ等によって構成することができるため、集積回路化に適している。本実施の形態は、この点に着目し、垂直駆動回路４０をタイミングジェネレータ１０と一緒に集積回路化するようにしたものである。このような構成によれば、集積回路の数を減らすことができる。
【００６５】
［その他の実施の形態］
以上、本発明の３つの実施の形態を詳細に説明したが、本発明は、上述したような実施の形態に限定されるものではない。
【００６６】
（１）例えば、先の実施の形態では、本発明を、正の垂直駆動パルスＶＰｐを負の垂直駆動パルスＶＰｎに変換する垂直駆動回路に適用する場合を説明した。しかし、本発明は、負の垂直駆動パルスＶＰｎを正の垂直駆動パルスＶＰｐに変換する垂直駆動回路にも適用することができる。
【００６７】
すなわち、本発明は、固体撮像装置で正の垂直駆動パルスＶＰｐを必要とするにもかかわらず、垂直駆動回路に負の垂直駆動パルスＶＰｎが供給される場合にも適用することができる。このような構成においては、正の外部電源を用いることなく、負の垂直駆動パルスＶＰｎを正の垂直駆動パルスＶＰｐに変換することができるとともに、保護トランジスタのベースバイアス電圧ＶＢとして、正のベースバイアス電圧を得ることができる。
【００６８】
（２）また、本発明は、正の垂直駆動パルスＶＰｐのハイレベルの電圧を０Ｖにクランプしたり（正／負変換）、負の垂直駆動パルスＶＰｎのロウレベルの電圧を０Ｖにクランプしたり（負／正変換）するだけでなく、これらを所定の直流電圧（正、負を問わない）にクランプする場合にも適用することができる。
【００６９】
このような場合、従来の構成では、正と負の両方の外部電源が必要になる場合がある。しかし、本発明では、このような場合であっても、一方の外部電源だけあればよく、他方の外部電源は不要となる。
【００７０】
すなわち、いま、例えば、０〜５Ｖの正の垂直駆動パルスを−３〜２Ｖの垂直駆動パルスに変換する場合を考える。この場合、従来の構成では、例えば、２Ｖの正の電圧を得るための正の外部電源と−３Ｖの負の電圧を得るための負の外部電源が必要である。これに対し、本実施の形態によれば、このような場合であっても、２Ｖの正の電圧を得るための正の外部電源だけあればよく、−３Ｖの負の電圧を得るための負の外部電源は不要となる。
【００７１】
（３）また、先の実施の形態では、本発明を、センサ読出しパルスＳＧを垂直駆動パルスと合成する方式の垂直駆動回路に適用する場合を説明した。しかし、本発明は、この合成を行わない方式の垂直駆動回路にも適用することができる。すなわち、駆動端子として、垂直駆動パルス用の端子とセンサ読出しパルス用の端子を有する固体撮像装置の垂直駆動回路（垂直駆動パルス側の回路）にも適用することができる。
【００７２】
（４）また、先の実施の形態では、本発明を、垂直駆動回路に適用する場合を説明した。しかし、本発明は、水平駆動パルスにおいても、電圧変換が必要な場合は、この変換を行う水平駆動回路にも適用することができる。
【００７３】
（５）また、本発明は、一般的によく使われるインタライン型の固体撮像装置の駆動回路だけでなく、各種タイプの固体撮像装置の駆動回路にも適用することができる。例えば、各水平走査線ごとに水平方向のＣＣＤを設け、この複数のＣＣＤを順次駆動する方式の固体撮像装置の駆動回路にも適用することができる。また、走査方式として、水平方向の走査を繰り返しながら、垂直方向に徐々に走査を行う既存のテレビジョン方式の走査方式を採用する固体撮像装置の駆動回路ではなく、例えば、垂直方向の走査を繰り返しながら、水平方向に徐々に走査を行うような走査方式を採用する固体撮像装置の駆動回路にも適用することができる。これらの構成の場合、センサの蓄積電荷は、センサ読出しパルスＳＧによって読み出され、水平方向のＣＣＤに供給される。
【００７４】
（６）この他にも、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で種々様々変形実施可能なことは勿論である。
【００７５】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明に係る固体撮像装置の駆動回路によれば、クランプ処理により、ＣＣＤを駆動するために必要な電圧とは異なる電圧を有する駆動パルスをＣＣＤを駆動するために必要な電圧を有する駆動パルスに変換するようにしたので、例えば、正の駆動パルスを負の駆動パルスに変換する場合であっても、負の外部電源を用いることなく、この変換を行うことができるとともに、保護トランジスタのべースバイアス電圧として、負の電圧を得ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の構成を示す回路図である。
【図２】第１の実施の形態の全体的な動作を説明するための信号波形図である。
【図３】センサ読出しパルスのロウレベルの期間の垂直駆動回路の動作を説明するための回路図である。
【図４】センサ読出しパルスのハイレベルの期間の垂直駆動回路の動作を説明するための回路図である。
【図５】正の垂直同期パルスの一部を拡大して示す信号波形図である。
【図６】正の垂直同期パルスの立上がり時のクランプ部の動作を説明するための回路図である。
【図７】正の垂直同期パルスの立下がり時のクランプ部の動作を説明するための回路図である。
【図８】クランプ部のクランプ動作を説明するための信号波形図である。
【図９】保護トランジスタのベースバイアス電圧の発生動作を説明するための回路図である。
【図１０】保護トランジスタのベースバイアス電圧の発生動作を説明するための回路図である。
【図１１】保護トランジスタの保護動作を説明するための回路図である。
【図１２】保護トランジスタの保護動作を説明するための回路図である。
【図１３】本発明の第２の実施の形態の構成を示す回路図である。
【図１４】本発明の第３の実施の形態の構成を示す回路図である。
【図１５】従来の垂直駆動回路の構成を説明するための回路図である。
【図１６】従来の垂直駆動回路の動作を説明するための信号波形図である。
【符号の説明】
１０…タイミングジェネレータ、１１…垂直同期パルス発生部、１２…センサ読出しパルス発生部、２０…固体撮像装置、２１…保護トランジスタ、２２…垂直駆動端子、２３…ベース端子、２４…入力端子、４０…垂直駆動回路、４１…クランプ部、４２，４３…スイッチ、４４…インバータ、４１１…コンデンサ、４１２…ダイオード、４１３…抵抗
Claims (4)
- 固体撮像装置の走査部をなす電荷結合素子を駆動するための駆動回路において、
前記電荷結合素子を駆動するために必要な電圧とは異なる電圧を有する２値の駆動パルスの一方の電位を所定の電位にクランプすることにより、前記電荷結合素子を駆動するために必要な電圧を有する駆動パルスを生成するクランプ手段
を備えたことを特徴とする固体撮像装置の駆動回路。 - 前記クランプ手段は、前記２値の駆動パルスの一方の電位をほぼ０Ｖにクランプすることにより、正または負の駆動パルスを生成するように構成されている
ことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置の駆動回路。 - 前記クランプ手段は、
一方の端子に前記２値の駆動パルスが供給されるコンデンサと、
前記コンデンサの他方の端子と接地との間に配されたダイオードと
を有することを特徴とする請求項２記載の固体撮像装置の駆動回路。 - 前記固体撮像装置の光電変換部に蓄積されている電荷を読み出して前記走査部に供給するための読出しパルスがアクティブレベルの期間は、所定の直流電圧を選択し、インアクティブレベルの期間は、前記クランプ手段のクランプ出力を選択することにより、前記駆動パルスと前記読出しパルスとの合成パルスを生成する合成パルス生成手段
を備えたことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置の駆動回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05076796A JP3906489B2 (ja) | 1996-02-15 | 1996-02-15 | 固体撮像装置の駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05076796A JP3906489B2 (ja) | 1996-02-15 | 1996-02-15 | 固体撮像装置の駆動回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09224193A JPH09224193A (ja) | 1997-08-26 |
| JP3906489B2 true JP3906489B2 (ja) | 2007-04-18 |
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ID=12867995
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05076796A Expired - Fee Related JP3906489B2 (ja) | 1996-02-15 | 1996-02-15 | 固体撮像装置の駆動回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3906489B2 (ja) |
-
1996
- 1996-02-15 JP JP05076796A patent/JP3906489B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09224193A (ja) | 1997-08-26 |
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