(57)【要約】【課題】始動時の振幅低下による不完全な転送を防止する。【解決手段】ドライブ回路１１には、高位駆動電圧ＶＨと低位駆動電圧ＶＬが印加され、ＶＨとＶＬに応じた振幅で２相クロック信号Ｈ１／Ｈ２を生成する。タイミング発生回路１２は、２相クロック信号Ｈ１／Ｈ２が停止期間から起動されてから１周期が終了するまでを含む始動期間を通知するタイミングパルスを発生させる。このタイミングパルスに基づき、電圧制御回路１３は、始動期間におけるＶＨとＶＬを制御し、この期間では、２相クロック信号Ｈ１／Ｈ２の電位関係を反転させない駆動電圧をドライブ回路１１に印加する。【選択図】図１
2008022229.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像部の撮像素子で得られた信号を順次転送するレジスタを、互いに逆相で供給される２相クロック信号を用いて駆動する撮像素子駆動回路において、
前記２相クロック信号を停止期間から起動するとき、前記２相クロック信号の初段を含む始動期間を通知するタイミングパルスを発生させるタイミング発生回路と、
前記タイミング発生回路が発生させる前記タイミングパルスに基づき、前記始動期間であれば、前記２相クロック信号の振幅を規定する駆動電圧を、前記２相クロック信号の電位関係を反転させない値に制御し、前記２相クロック信号を生成する駆動信号生成回路に印加する電圧制御回路と、
を具備することを特徴とする撮像素子駆動回路。
【請求項２】
前記電圧制御回路は、
定常時の高位駆動電圧より低い第１の始動時電圧と、定常時の低位駆動電圧より高い第２の始動時電圧を生成する始動時電圧生成回路と、
前記始動期間には供給電圧を前記第１の始動時電圧と前記第２の始動電圧に切り替え、それ以外は、供給電圧を前記高位駆動電圧と前記低位駆動電圧とする切替回路と、
を有することを特徴とする請求項１記載の撮像素子駆動回路。
【請求項３】
前記始動時電圧生成回路は、
前記高位駆動電圧を発生させる高位電源と前記低位駆動電圧を発生させる低位電源との間に直列に配列される複数の抵抗と、
前記複数の抵抗の間にベースが接続され、前記複数の抵抗によって分圧された前記高位駆動電圧より低電位の前記第１の始動時電圧を取り出す第１のトランジスタと前記第１の始動時電圧より低く前記低位駆動電圧より高い前記第２の始動時電圧を取り出す第２のトランジスタと、
を有することを特徴とする請求項２記載の撮像素子駆動回路。
【請求項４】
撮像部の撮像素子で得られた信号を順次転送するレジスタを、互いに逆相で供給される２相クロック信号を用いて駆動する撮像素子駆動方法において、
タイミング発生回路が、前記２相クロック信号を停止期間から起動されるとき、前記２相クロック信号の初段を含む始動期間を通知するタイミングパルスを発生させ、
電圧制御回路が、前記タイミング発生回路が発生させる前記タイミングパルスに基づき、前記始動期間であれば、前記２相クロック信号の振幅を規定する駆動電圧を、前記２相クロック信号の電位関係を反転させない値に制御し、前記２相クロック信号を生成する駆動信号生成回路に印加する、
手順を有することを特徴とする撮像素子駆動方法。
【請求項５】
撮像部の撮像素子で得られた信号を順次転送するレジスタが、互いに逆相で供給される２相クロック信号を用いて駆動される撮像装置において、
撮像面に入射した被写体の光学的な像を信号電荷に変換して保持するとともに、前記２相クロック信号に応じて前記信号電荷を順次転送する撮像素子と、
前記２相クロック信号を停止期間から起動されるとき、前記２相クロック信号の初段を含む始動期間を通知するタイミングパルスを発生させるタイミング発生回路と、
前記タイミング発生回路が発生させる前記タイミングパルスに基づき、前記始動期間であれば、前記２相クロック信号の振幅を規定する駆動電圧を、前記２相クロック信号の電位関係を反転させない値に制御し、前記２相クロック信号を生成する駆動信号生成回路に印加する電圧制御回路と、
を有することを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は撮像素子駆動回路及び撮像素子駆動方法並びに撮像装置に関し、特に撮像部の撮像素子で得られた信号を順次転送するレジスタを、互いに逆相で供給される２相クロック信号を用いて駆動する撮像素子駆動回路及び撮像素子駆動方法、並びにこのような撮像素子駆動回路を有する撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ビデオカメラなどの撮像装置の撮像素子のひとつとして、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）が広く普及している。ＣＣＤでは、撮像領域の各画素の信号電荷は、垂直レジスタに読み出し転送された後、水平ブランキング期間中に垂直レジスタから垂直レジスタの末端に設けられた水平レジスタへ転送される。そして、水平走査期間において、水平レジスタに転送された信号電荷は、電荷検出部に水平転送され、電荷検出部で１画素ずつ信号電圧に変換される。このような水平レジスタの駆動は、たとえば、２相クロック信号を用いて行われる。
【０００３】
水平レジスタを駆動する２相クロック信号を生成する駆動回路について説明する。
図８は、従来の駆動回路の概略構成とその出力波形を示した図である。（Ａ）は、従来の駆動回路の概略構成図、（Ｂ）は、その出力波形を示している。
【０００４】
（Ａ）に示したように、Ｈ１／Ｈ２ドライバ９０１は、２相クロック信号の振幅を規定する駆動電圧として、高位駆動電圧ＶＨと低位駆動電圧ＶＬが印加され、クロック信号ＸＨ１／ＸＨ２に基づいて、２相クロック信号Ｈ１／Ｈ２を生成する。
【０００５】
２相クロック信号Ｈ１／Ｈ２は、水平ブランキング期間には、それぞれ高電位と低電位に固定されて停止しており、水平走査期間の始点で、それぞれ反転が開始される。これにより、（Ｂ）に示したように、水平ブランキング期間には停止し、水平走査期間には電位関係が逆相に変化する２相クロック信号が生成される。
【０００６】
ところで、駆動回路は、消費電力を低減するため、ＣＣＤ水平駆動周波数を共振周波数とする共振回路で形成されている。このような駆動回路では、クロックの動き始めには共振がかからないので、初段の２相クロック信号Ｈ１／Ｈ２は、（Ｂ）に示したように始動時の実効振幅９１１が低下するという問題があった。２相クロック信号Ｈ１／Ｈ２を用いた駆動回路では、Ｈ１とＨ２の電位差が転送に寄与するため、始動時の実効振幅９１１が小さい場合には転送電界がかからず、不完全な転送となる。この不完全な転送により、縦スジなど、画質の劣化が発生する。
【０００７】
そこで、共振回路にエネルギーを充填するための予備運動を、電荷伝送を伴うことなく実行する駆動回路が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開昭６３−２６５４６７号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来、水平ブランキング期間（停止期間）から水平走査期間への切り替わりにより起動された初段の２相クロック信号の実効振幅の低下を抑制するために、転送初段近辺において、２相クロック信号を生成する駆動電圧を昇圧するような制御が行われていた。
【０００９】
図９は、従来の実効振幅低下の対策を行った駆動回路の概略構成とその出力波形を示した図である。（Ａ）は、従来の実効振幅低下の対策を行った駆動回路の概略構成図、（Ｂ）はその出力波形を示している。図８と同じものには同じ番号を付す。
【００１０】
（Ａ）に示したＨ１／Ｈ２ドライバ９０１は、図８と同様である。ここでは、実効振幅低下の対策として、水平走査期間始点では、Ｈ１／Ｈ２ドライバ９０１に供給する高位駆動電圧ＶＨを図示しない外部電源によって昇圧し、低位駆動電圧ＶＬを降圧する。これにより、（Ｂ）に示したように、始動時の実効振幅９２１の振幅低下を抑制する。なお、高位駆動電圧ＶＨのみを昇圧する構成としてもよい。
【００１１】
しかしながら、このような構成では、始動時の実効振幅９２１の振幅低下を抑制するために、別途、高い駆動電圧を用意しなければならず、不合理である。特に、Ｈ１／Ｈ２ドライバ９０１は、高速駆動させるために必要最低限の耐圧で設計されている。したがって、別途、高い駆動電圧を加えるためには、本来の転送のために必要以上の耐圧が要求されるという問題点もある。
【００１２】
また、たとえば、特許文献１に記載されているように、共振回路とドライブ回路との間に結合抵抗を挿入する回路構成では、問題となる始動時の１周期ばかりでなく、クロックドライバの出力は常に結合抵抗を介して水平レジスタに供給される。このため、供給される信号の振幅が全般に低下することとなり、好ましくない。
【００１３】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、始動時の２相クロック信号の振幅低下による不完全な転送を防止することが可能な撮像素子駆動回路と撮像素子駆動方法、及びこの撮像素子駆動回路を搭載した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】
【００１４】
本発明では上記課題を解決するために、撮像部の撮像素子で得られた信号を順次転送するレジスタを、互いに逆相で供給される２相クロック信号を用いて駆動する撮像素子駆動回路において、所定の期間を通知するタイミング発生回路と、２相クロック信号を生成する駆動信号生成回路に印加する電圧を制御する電圧制御回路とを具備する撮像素子駆動回路が提供される。
【００１５】
２相クロック信号は、レジスタの動作に応じて、それぞれの電位を固定させる停止期間と、互いに逆相で電位の反転を繰り返す駆動期間を有する。駆動期間には、反転ごとに互いの電位関係が入れ替わる。タイミング発生回路は、２相クロック信号が停止期間から起動されるとき、その２相クロック信号の初段を含む始動期間を通知するタイミングパルスを発生させる。電圧制御回路は、タイミング発生回路が発生するタイミングパルスに基づき、始動期間であれば、２相クロック信号の振幅を規定する駆動電圧を、２相クロック信号の電位関係を反転させない値に制御する。
【００１６】
このような撮像素子駆動回路によれば、停止期間と駆動期間とを繰り返す２相クロック信号が、停止期間から起動される際には、タイミング発生回路が、２相クロック信号の初段を含む始動期間を通知するタイミングパルスを発生させる。電圧制御回路は、タイミング発生回路が生成したタイミングパルスに基づき、始動期間であれば、２相クロック信号の振幅を規定する駆動電圧を、２相クロック信号の電位関係を反転させない値に制御し、２相クロック信号を生成する駆動信号生成回路に印加する。これにより、始動期間には信号電荷の転送に必要な転送電界が発生しない。
【発明の効果】
【００１７】
本発明では、撮像素子を駆動する２相クロック信号を停止期間から起動させる場合には、動き始めで共振がかからず転送電界が不十分となる始動期間には、信号電荷の転送が発生しないように駆動電圧を制御する。そのため、少なくとも２相クロック信号の初段を含む始動期間には、２相クロック信号の互いの電位関係を反転させない駆動電圧が駆動信号回路に印加されるように駆動電圧を制御する。これにより、始動期間には、信号電荷の転送に必要な転送電界が起きなくなり、電荷の転送が発生しない。この結果、２相クロック信号の振幅の低下により信号電荷の一部だけが転送される不完全な転送を抑止することが可能となり、結果として、画質の劣化が防げる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。まず、実施の形態に適用される発明の概念について説明し、その後、実施の形態の具体的な内容を説明する。
図１は、実施の形態に適用される発明の概念図である。
【００１９】
本発明に係る撮像素子駆動回路は、２相クロック信号を生成する駆動信号生成回路（以下、ドライブ回路とする）１１、始動期間を通知するタイミング発生回路１２、及びドライブ回路１１に印加する駆動電圧を制御する電圧制御回路１３を具備し、生成した２相クロック信号Ｈ１／Ｈ２を撮像素子で得られた信号を順次転送するレジスタの駆動信号として出力する。
【００２０】
ドライブ回路１１は、所望のクロック周波数に応じたクロック信号ＸＨ１／ＸＨ２を入力し、印加される高位駆動電圧ＶＨと、低位駆動電圧ＶＬに応じた電圧振幅の２相クロック信号Ｈ１／Ｈ２を生成する。この２相クロック信号Ｈ１／Ｈ２は、たとえば、ＣＣＤ水平レジスタの駆動信号として用いられ、レジスタの動作に合わせて、水平ブランキング期間としてＨ１、Ｈ２の電位を固定させる停止期間と、水平走査期間としてＨ１、Ｈ２の電位関係を逆相で反転させる駆動期間とが繰り返される。また、ドライブ回路１１は、所定の負荷容量で表されるＣＣＤと並列に接続されたインダクタンスと所定の負荷容量を有するコンデンサから成り、ＣＣＤ水平レジスタの駆動周波数を共振周波数とする並列共振回路を構成する。この並列共振回路構成は、周知であり、たとえば、本願と同一出願人による特開平５−１２２６２５号公報「固体撮像装置の駆動回路」に示されている。
【００２１】
タイミング発生回路１２は、２相クロック信号Ｈ１／Ｈ２が停止期間から駆動期間に移行し、２相クロック信号Ｈ１／Ｈ２が停止状態から起動されてから最初に発生する初段の駆動波形を含む始動期間を通知するタイミングパルスを発生させる。タイミング発生回路１２は、たとえば、停止期間や駆動期間の開始や終了、ＸＨ１／ＸＨ２などのタイミング信号を生成するタイミングジェネレータが、その機能の１つとして実現する。また、タイミングジェネレータとは別回路とし、タイミングジェネレータが生成するタイミング信号の変化を検出してタイミングパルスを発生させる構成としてもよい。
【００２２】
電圧制御回路１３は、駆動電源（高位側の高位駆動電源Ｖ0Ｈ、低位側の低位駆動電源Ｖ0Ｌ）を入力し、ドライブ回路１１に印加する駆動電圧（電位が高い高位側の高位駆動電圧ＶＨと、電位が低い低位駆動電圧ＶＬ）を制御する。上記のように、ドライブ回路１１が生成する２相クロック信号Ｈ１／Ｈ２は、信号が反転を開始する動き始めには共振がかからず、駆動電圧が定常時と同じである場合、初段の駆動波形の実効振幅が低下する。そこで、電圧制御回路１３は、初段の駆動波形が生成される始動期間には、ドライブ回路１１へ印加する高位駆動電圧ＶＨと低位駆動電圧ＶＬとの電位差が小さくなるように電圧制御を行い、２相クロック信号の電位関係が反転しないようにする。始動期間が終了した場合には、電圧制御回路１３は、高位駆動電源Ｖ0Ｈと低位駆動電源Ｖ0Ｌとをドライブ回路１１へ印加する。これにより、高位駆動電圧ＶＨの波形１３ａに示したように、高位駆動電圧ＶＨは、始動期間２３の間だけ低下する。同様に、低位駆動電圧ＶＬの波形１３ｂに示したように、低位駆動電圧ＶＬは、始動期間２３の間だけ上昇する。
【００２３】
このように高位駆動電圧ＶＨと低位駆動電圧ＶＬが変化することにより、始動期間では、２相クロック信号を成すＨ１とＨ２の電位関係は反転しなくなる。このとき、Ｈ１とＨ２の駆動波形は交差しなくなる。信号電荷の転送と、Ｈ１とＨ２との関係については後述するが、Ｈ１とＨ２の駆動波形が交差しない場合は、信号電荷の転送に必要な転送電界がかからず、転送は起こらない。
【００２４】
なお、始動期間において、共振を開始するためのエネルギーは充填されるので、始動期間終了後に、高位駆動電圧ＶＨと低位駆動電圧ＶＬを定常状態に戻した時点では、十分な振幅が得られるようになっている。
【００２５】
このような構成の撮像素子駆動回路の動作について説明する。
タイミング発生回路１２は、２相クロック信号が、停止期間から起動される際に、起動から初段の信号が生成されるまでを含む始動期間を通知するタイミングパルスを発生させ、電圧制御回路１３へ通知する。電圧制御回路１３は、タイミングパルスに基づき、始動期間の開始で、ドライブ回路１１へ印加する高位駆動電圧ＶＨを低下させるとともに、低位駆動電圧ＶＬを上昇させることによって、２相クロック信号を成すＨ１とＨ２の電位関係が反転しないようにする。そして、タイミングパルスに基づき、始動期間の終了で、ドライブ回路１１へ印加する高位駆動電圧ＶＨと低位駆動電圧ＶＬを高位駆動電源Ｖ0Ｈと低位駆動電源Ｖ0Ｌに基づく、定常時の電圧値に戻す。
【００２６】
以上の動作により生成される２相クロック信号Ｈ１／Ｈ２について説明する。図２は、２相クロック信号の駆動波形の一例を示した図である。
２相クロック信号Ｈ１／Ｈ２は、停止期間２１では、それぞれ電位が高位または低位に固定されている。図の例では、Ｈ１は、高位側に固定され、Ｈ２は低位側に固定されている。
【００２７】
ここで、停止期間２１が終了して駆動期間２２が開始されると、２相クロック信号Ｈ１／Ｈ２が、各々反転を開始する。このとき、初段の２相クロック信号が発生する期間を含む始動期間２３においては、電圧制御回路１３によって、高位側（Ｈ２）の駆動電圧ＶＨは降圧され、低位側（Ｈ１）の駆動電圧ＶＬは昇圧される。動き始めでは共振がかからないため、Ｈ１及びＨ２の振幅は低下する。このとき、電圧制御回路１３によって高位駆動電圧ＶＨが下げられ、低位駆動電圧ＶＬが上げられたことにより、Ｈ１及びＨ２の振幅は低下し、Ｈ１の駆動波形と、Ｈ２の駆動波形とは交差しなくなる。すなわち、Ｈ１とＨ２の信号レベル関係は反転しない。
【００２８】
始動期間２３の終了で、高位駆動電圧ＶＨと低位駆動電圧ＶＬが定常時の状態に戻される。この時点では、十分な共振がかかっているので、十分な転送電界を確保できる振幅の２相クロック信号Ｈ１／Ｈ２が生成される。
【００２９】
以上のように、本発明によれば、レジスタを駆動する２相クロック信号が、停止期間から起動されて初段の信号が生成されるまでの始動期間には、２相クロック信号の振幅を決める高位駆動電圧と低位駆動電圧との電位差を制御し、２相クロック信号の電位関係の反転（すなわち、駆動波形の交差）が発生しないようにする。この駆動信号で駆動するレジスタでは、初段の２相クロック信号では、２相クロック信号の信号レベルの関係の反転により生じる転送電界が確保されないので、信号電荷の転送がまったく行われない。これにより、不完全な転送を抑止することが可能となり、この結果、画質の劣化を防止することができる。
【００３０】
また、定常時より高い駆動電圧を必要としないことから、別途、高い駆動電圧を用意する必要がなくなる。さらに、ドライバにおいては、定常時の振幅電圧以上の電圧をかけられることがなくなるため、余剰な耐圧は必要なくなり、ドライバのオーバークオリティが避けられる。
【００３１】
ここで、レジスタにおける信号電荷転送について説明する。図３は、２相ＣＣＤを駆動する２相クロック信号の波形を示した図である。
上記のように、２相のレジスタを駆動する場合、２相クロック信号Ｈ１とＨ２は、電位関係を逆相で反転させる。以下、Ｈ１がＨｉレベルでＨ２がＬｏレベルの場合を［１］、Ｈ１がＬｏレベルでＨ２がＨｉレベルの場合を［２］とする。
【００３２】
図４は、２相ＣＣＤの信号電荷の転送を示した図である。［１］及び［２］は、図３の信号レベルの状態を示している。図の斜線部分は、転送される信号電荷を示している。
２相ＣＣＤでは、各電極に、蓄積部と転送部が形成され、信号電荷は、蓄積部に蓄積されるようになっている。また、配列される電極に対し、１つおきに、Ｈ１またはＨ２が印加される。すなわち、隣り合った電極には、逆相のクロック信号が印加される。
【００３３】
この状態で、図３で示した逆相の２相クロック信号を与えると、図の左方向に信号電荷が転送されるようになる。［１］のＨ１がＨｉレベル、Ｈ２がＬｏレベルの状態では、蓄積部５０ａ、５０ｂ、５０ｃに信号電荷が蓄積されている。次の［２］で信号レベルが逆転されると、たとえば、蓄積部５０ａの信号電荷は、左隣の蓄積部５１ａに移動する。同様に、蓄積部５０ｂの信号電荷は左隣の蓄積部５１ｂというように、順次左に移動する。
【００３４】
ここで、Ｈ１とＨ２の電位差が小さく、Ｈ１とＨ２の電位関係が逆転しない場合、隣り合った電極の電位関係は変わらない。したがって、隣の電極へ信号電荷が移動することはない。
【００３５】
このように、２相クロック信号の電位関係が反転しない（波形上は、駆動波形が交差しない）のであれば、蓄積部に蓄積された信号電荷が転送されることはない。
以下、実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００３６】
図５は、本発明の実施の形態の撮像素子駆動回路の回路構成を示した図である。図１と同じものには同じ番号を付し、説明は省略する。
本発明の実施の形態の撮像素子駆動回路は、ドライブ回路１１と、図示しないタイミング発生回路が発生させたパルスＡ（ＰＡ）と、パルスＡ（ＰＡ）の反転信号であるパルスＢ（ＰＢ）に応じて、駆動電圧を切り替える切替回路を構成するＦＥＴ（Field Effect Transistor）Ｑ１、Ｑ２、Ｑ４、Ｑ５と、始動期間時の電圧を生成する抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びバイポーラトランジスタＱ３、Ｑ６とを有する。
【００３７】
ドライブ回路１１の高位駆動電圧ＶＨを切り替えるＰチャネル形ＦＥＴのＱ１、Ｑ２は、Ｑ１のゲートがＰＢ、Ｑ２のゲートがＰＡに接続される。同様に、ドライブ回路１１の低位駆動電圧ＶＬを切り替えるＮチャネル形ＦＥＴのＱ４、Ｑ５は、Ｑ４のゲートがＰＢ、Ｑ５のゲートがＰＡに接続される。したがって、ＰＡがＨｉレベルでＰＢがＬｏレベルになる始動期間以外では、Ｑ１がオン、Ｑ２がオフ、Ｑ４がオフ、Ｑ５がオンする。また、ＰＡがＬｏレベルでＰＢがＨｉレベルになる始動期間では、Ｑ１がオフ、Ｑ２がオン、Ｑ４がオン、Ｑ５がオフする。
【００３８】
抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は、ドライバＨｉレベル電圧Ｖ0Ｈを供給する高位電源と、ドライバＬｏレベル電圧Ｖ0Ｌを供給する低位電源との間に直列に接続される。また、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との間には、バイポーラトランジスタＱ３のベースが接続され、エミッタフォロワが構成される。同様に、抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３との間には、バイポーラトランジスタＱ６のベースが接続され、エミッタフォロワが構成される。ドライバＨｉレベル電圧Ｖ0Ｈと、ドライバＬｏレベル電圧Ｖ0Ｌ間は、抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３によって分圧され、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の間の電圧をＶ１、抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３との間の電圧をＶ２とすると、Ｖ0Ｈ＞Ｖ１＞Ｖ２＞Ｖ0Ｌの関係が成り立つ。Ｖ１は、Ｑ１がオフ、Ｑ２がオンのとき、Ｑ３が構成するエミッタフォロワにより取り出され、高位駆動電圧としてドライブ回路１１に印加される。同様に、Ｖ２は、Ｑ４がオン、Ｑ５がオフのとき、Ｑ６が構成するエミッタフォロワにより取り出され、低位駆動電圧としてドライブ回路１１に印加される。
【００３９】
ここで、始動期間を通知するパルスＰＡ／ＰＢについて説明する。図６は、本発明の実施の形態の始動期間を通知するパルスの発生タイミングを示した図である。
停止期間２１や駆動期間２２などの各種タイミング信号を生成するタイミングジェネレータによって、２相クロック信号Ｈ１／Ｈ２が停止期間２１から起動されるとき、パルスＰＡ／ＰＢの信号レベルが反転され、始動期間２３の終了とともに元に戻される。パルスＰＡは、通常時Ｌｏレベルで、始動期間２３にのみＨｉレベルになる。パルスＰＢは、通常時Ｈｉレベルで、始動期間２３のみＬｏレベルになる。
【００４０】
始動期間２３は、少なくとも、２相クロック信号の起動時と、初段の２相クロック信号が終了するまでを含む任意の期間が設定される。
図５に戻って、本発明の実施の形態の撮像素子駆動回路の動作について説明する。
【００４１】
停止期間２１では、図６に示したように、ＰＡは、Ｈｉレベル、ＰＢはＬｏレベルにある。このとき、Ｑ１はオン、Ｑ２はオフ、Ｑ４はオフ、Ｑ５はオンとなり、ドライブ回路１１には、ドライバＨｉレベル電圧Ｖ0Ｈと、ドライバＬｏレベル電圧Ｖ0Ｌが印加される。
【００４２】
停止期間２１から駆動期間２２に変化し、２相クロック信号Ｈ１／Ｈ２が動き始めると、２相クロック信号Ｈ１／Ｈ２の初段を含む始動期間２３の間、ＰＡはＬｏレベル、ＰＢはＨｉレベルに反転する。このとき、Ｑ１はオフ、Ｑ２はオンし、ドライブ回路１１に印加される高位駆動電圧ＶＨは、Ｖ0Ｈから始動時電圧Ｖ１に切り替わる。また、Ｑ４はオン、Ｑ５はオフに切り替わる。このとき、同様に、低位駆動電圧ＶＬは、Ｖ0Ｌから始動時電圧Ｖ２に切り替わる。抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３によって、Ｖ0Ｈ＞Ｖ１＞Ｖ２＞Ｖ0Ｌの関係にあるので、ドライブ回路１１に印加される高位駆動電圧ＶＨは、本来のＶＨよりも低くなる。一方、低位駆動電圧ＶＬは、本来のＶＬよりも高くなる。初段の２相クロック信号は、共振がかかった以降の２相クロック信号Ｈ１／Ｈ２よりも振幅が小さいうえに、さらに、駆動電圧ＶＨとＶＬの電位差を小さくすることにより、２相クロック信号Ｈ１／Ｈ２の駆動波形が交差しなくなくなり、信号電荷の転送が発生しない。
【００４３】
始動期間２３の間には、共振も十分かかる。そして、始動期間２３が終了すると、パルスＰＡは、Ｈｉレベル、ＰＢはＬｏレベルに戻る。このとき、Ｑ１はオン、Ｑ２はオフ、Ｑ４はオフ、Ｑ５はオンとなり、ドライブ回路１１には、ドライバＨｉレベル電圧Ｖ0Ｈと、ドライバＬｏレベル電圧Ｖ0Ｌが印加される。したがって、始動期間２３終了後は、完全な転送電界に十分な振幅の２相クロック信号Ｈ１／Ｈ２が生成される。
【００４４】
このように、ドライブ回路１１に印加される駆動電圧ＶＨ／ＶＬを、始動期間中は、本来の駆動電圧Ｖ0Ｈ／Ｖ0Ｌと、Ｖ0Ｈ＞Ｖ１＞Ｖ２＞Ｖ0Ｌの関係にある始動時電圧Ｖ１／Ｖ２に切り替える。これにより、信号電荷の転送が起きない程度まで２相クロック信号の振幅を低下させることが可能となるため、始動期間２３において不完全な信号転送が発生しない。この結果、２相クロック信号の振幅低下による画質の劣化を防止することができる。
【００４５】
また、始動時電圧Ｖ１／Ｖ２は、駆動電圧Ｖ0Ｈ／Ｖ0Ｌより生成されるので、新たな電源を別途設ける必要がない。さらに、ドライブ回路１１には、本来の駆動電圧Ｖ0Ｈ／Ｖ0Ｌ以上の電圧がかからないため、ドライブ回路１１には、本来の転送のために必要となる耐圧があれば十分であり、ドライバのオーバークオリティを避けることができるという利点もある。
【００４６】
また、始動時電圧Ｖ１／Ｖ２を生成するＱ３、Ｑ６を通る経路は、始動期間２３にのみ有効となり、始動期間２３終了後には、この経路は使用されないため、通常動作時の回路に悪影響を及ぼすことがないという効果もある。
【００４７】
次に、このような撮像素子駆動回路を具備する撮像装置について説明する。
図７は、本発明の実施の形態の撮像装置の構成を示したブロック図である。
本発明の実施の形態の撮像装置は、撮像素子１０２、撮像素子１０２を駆動するドライバ１０１、ドライバ１０１の駆動タイミングを生成するタイミングジェネレータ（図では、ＴＧ）１０３、撮像素子１０２へ光信号を入射するレンズ１０４、撮像素子１０２の信号電荷を取り出すプリアンプ１０５、及びプリアンプ１０５の出力信号を信号処理してビデオ出力信号を生成する信号処理部１０６を有する。
【００４８】
撮像素子１０２は、ＣＣＤイメージセンサであり、光電変換と電荷の蓄積を行うフォト・ダイオードと、電荷の転送を行う垂直レジスタと水平レジスタを有する。ドライバ１０１は、撮像素子１０２を駆動する２相クロック信号を生成する回路であり、本発明の実施の形態の撮像素子駆動回路が適用される。タイミングジェネレータ１０３は、ドライバ１０１に、駆動信号や各種タイミング信号を提供する。本実施の形態の始動期間を通知するタイミングパルスもタイミングジェネレータ１０３により生成される。レンズ１０４は、被写体の光学的な像を撮像素子１０２の撮像面に結像させる。プリアンプ１０５は、ドライバ１０１の駆動信号に応じて撮像素子１０２が転送する信号電荷を取り出し、信号処理部１０６へ出力する。信号処理部１０６は、プリアンプ１０５を介して入力する撮像素子１０２の検出した信号電荷を処理し、画像信号（ビデオ出力）を生成する。
【００４９】
このような撮像装置によれば、レンズ１０４によって撮像素子１０２の撮像面に結像された被写体の像に応じた信号電荷が撮像素子１０２において生成される。撮像素子１０２に蓄積された信号電荷は、タイミングジェネレータ１０３が発生させるタイミング信号に応じて駆動信号を生成するドライバ１０１が発生させる２相クロック信号に応じて転送され、プリアンプ１０５によって取り出されて信号処理部１０６へ送られる。
【００５０】
ドライバ１０１は、２相クロック信号が、停止状態から起動されて安定した振幅の信号となるまでの始動期間には、２相クロック信号の振幅を決める高位駆動電圧と低位駆動電圧との電位差を制御し、２相クロック信号の電位関係の反転が発生しないようにする。これにより、信号電荷の一部だけが転送される不完全な信号電荷の転送を防止することができる。この結果、撮像装置では、信号処理部１０６を経由して生成されるビデオ出力の画質の劣化を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】実施の形態に適用される発明の概念図である。
【図２】２相クロック信号の駆動波形の一例を示した図である。
【図３】２相ＣＣＤを駆動する２相クロック信号の波形を示した図である。
【図４】２相ＣＣＤの信号電荷の転送を示した図である。
【図５】本発明の実施の形態の撮像素子駆動回路の回路構成を示した図である。
【図６】本発明の実施の形態の始動期間を通知するパルスの発生タイミングを示した図である。
【図７】本発明の実施の形態の撮像装置の構成を示したブロック図である。
【図８】従来の駆動回路の概略構成とその出力波形を示した図である。
【図９】従来の実効振幅低下の対策を行った駆動回路の概略構成とその出力波形を示した図である。
【符号の説明】
【００５２】
１１・・・ドライブ回路（駆動信号生成回路）、１２・・・タイミング発生回路、１３・・・電圧制御回路、Ｈ１／Ｈ２・・・２相クロック信号、ＶＨ・・・高位駆動電圧、ＶＬ・・・低位駆動電圧
【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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