JP2006295323A - 撮像装置及び固体撮像素子の駆動方法 - Google Patents

撮像装置及び固体撮像素子の駆動方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 負荷変動による電圧の低下量を所定の容範囲内に抑えつつ、回路全体を小型化することができる撮像装置及び固体撮像素子の駆動方法を提供する。
【解決手段】 デジタルカメラ１０は、受光した光量に応じた電荷を蓄積する受光素子と、所定の電圧が印加されたタイミングで前記受光素子に蓄積された電荷を読み出して転送する垂直転送電極群と、を有するＣＣＤ２２を備えており、シリーズレギュレータ８０は、所定の電圧を供給し、前記シリーズレギュレータ８０から供給される電圧を垂直転送電極群に印加する配線に接続されたバイパスコンデンサ８６により、所定の電圧を印加した際に生じる負荷変動による電圧の低下を蓄積された電気エネルギーにより抑制しており、タイミングジェネレータ４８は、供給される前記所定の電圧を垂直転送電極群に印加する開始タイミングをずらすように制御する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、被写体像に対応する光を固体撮像素子で受光し、受光した光量に応じて固体撮像素子に蓄積された電荷を所定の電圧が印加されたタイミングで読み出すことにより撮像を行う撮像装置及び固体撮像素子の駆動方法に関する。
近年、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサ等の固体撮像素子を用いて静止画像或いは動画像の撮影を行うデジタルカメラ等の撮像装置が普及している。
この種の撮像装置に用いられるＣＣＤセンサには、例えば、画素毎に正方配置され、受光した光を画素毎に電気信号に光電変換する受光素子部と、各受光素子部に蓄積された電荷を読み出して転送する複数の垂直転送路と、各垂直転送路から転送された電荷を転送する水平転送路と、を備えているものがある。この垂直転送路及び水平転送路は各々複数の領域に分かれて各領域毎に電極が設けられており、各領域に順次電圧が印加することにより電荷を転送することができる。
この種のＣＣＤセンサでは、被写体像を撮像が行われて受光素子部に受光した光量に応じた電荷が蓄積されると、当該受光素子部に接した垂直転送路の領域に電荷を転送する際よりも高い所定の電圧を印加して電荷を垂直転送路に読み出し、垂直転送路及び水平転送路の各領域に対し順次電圧を印加するにより電荷を移動させている。なお、特許文献１には、垂直転送路及び垂直転送路の各領域に電圧を印加するタイミングを制御する技術が開示されており、受光素子部から電荷を読み出す垂直転送路の領域を複数のグループに分け、各グループに所定の電圧を印加（オン）するタイミングを他のグループに所定の電圧の立下り（オフ）のタイミングと一致させて、電荷の読み出し時に受光素子部に電荷の逆注入が発生することを防止している。
ところで、この種のＣＣＤセンサでは、各受光素子部に所定の電圧の印加を行うと、負荷変動により電圧ドロップ（電圧低下）が発生し、電圧の低下量が所定の許容範囲を越えてしまうため、安定して電荷を読み出すことができない場合があった。
このため、電圧を印加する駆動回路にコンデンサを設けて電気エネルギーを蓄積しておき、電圧ドロップが発生した際にコンデンサに蓄積した電気エネルギーにより電圧を補い、電圧の低下を低減させていた。
特開２０００−２３０４５公報
しかしながら、受光素子部に所定の電圧を印加した際に発生する負荷変動による電圧の低下量を小さくするには、容量の大きなコンデンサを設ける必要があり、コンデンサの容量を大きくすると回路全体を小型化することが難しい、という問題点があった。
なお、特許文献１では、受光素子部に蓄積された電荷を読み出す際に所定の電圧を印加するタイミングをグループ毎に立ち上がり（オン）と立下り（オフ）が一致するように制御して受光素子部への電荷の逆注入を防止しているが、特に負荷変動のよる電圧ドロップを考慮したものではない。また、立ち上がり（オン）と所定の電圧の立下り（オフ）のタイミングを一致させるため、全体として受光素子部に蓄積された電荷を読み出す際の読み出し期間が長くなっていた。
本発明は上記問題点を解消するためになされたものであり、負荷変動による電圧の低下量を所定の容範囲内に抑えつつ、回路全体を小型化することができる撮像装置及び固体撮像素子の駆動方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、請求項１記載の撮像装置は、被写体像に対応する光を受光し、受光した光量に応じた電荷を蓄積する受光素子と、所定の電圧が印加されたタイミングで前記受光素子に蓄積された電荷を読み出して転送する転送部と、を有する固体撮像素子と、前記所定の電圧を供給する電圧供給手段と、前記電圧供給手段から供給される電圧を前記転送部に印加する配線に接続され、電圧を印加した際に生じる負荷変動による電圧の低下を蓄積された電気エネルギーにより抑制するコンデンサと、前記電圧供給手段から供給される前記所定の電圧を前記転送部に印加する開始タイミングをずらすように制御する制御手段と、を備えている。
請求項１に記載の発明は、被写体像に対応する光を受光し、受光した光量に応じた電荷を蓄積する受光素子と、所定の電圧が印加されたタイミングで前記受光素子に蓄積された電荷を読み出して転送する転送部と、を有する固体撮像素子を備えており、電圧供給手段により、前記所定の電圧が供給されている。
そして、本発明は、コンデンサが前記電圧供給手段から供給される電圧を前記転送部に印加する配線に接続され、当該コンデンサにより、電圧を印加した際に生じる負荷変動による電圧の低下が蓄積された電気エネルギーにより抑制され、制御手段により、前記電圧供給手段から供給される前記所定の電圧を前記転送部に印加する開始タイミングをずらすように制御される。
このように、請求項１に記載の発明によれば、コンデンサにより、受光素子に蓄積された電荷を読み出すための所定の電圧を印加した際に生じる負荷変動による電圧の低下を蓄積された電気エネルギーにより抑制しており、前記所定の電圧を前記転送部に印加する開始タイミングをずらすように制御しているので、負荷変動による電圧の低下量を少なくすることができる。よって、負荷変動による電圧の低下量を所定の容範囲内に抑えつつ、回路全体を小型化することができる。
一方、上記目的を達成するために、請求項２記載の発明は、被写体像に対応する光を受光し、受光した光量に応じた電荷を蓄積する受光素子と、所定の電圧が印加されたタイミングで前記受光素子に蓄積された電荷を読み出して転送する転送部と、を有する固体撮像素子と、前記受光素子に蓄積された電荷を前記転送部に読み出す第１の電圧と、予め定められた電圧の変動を許容する許容範囲内で前記第１の電圧よりも高い第２の電圧と、を供給する電圧供給手段と、前記電圧供給手段から供給される電圧を前記転送部に印加する配線に接続され、前記負荷変動による電圧の低下を蓄積された電気エネルギーにより抑制するコンデンサと、前記受光素子に蓄積された電荷を読み出すタイミングで前記第２の電圧を供給するように前記電圧供給手段を制御する制御手段と、を備えている。
請求項２に記載の発明は、被写体像に対応する光を受光し、受光した光量に応じた電荷を蓄積する受光素子と、所定の電圧が印加されたタイミングで前記受光素子に蓄積された電荷を読み出して転送する転送部と、を有する固体撮像素子を備えており、電圧供給手段により、前記受光素子に蓄積された電荷を前記転送部に読み出す第１の電圧と、電圧の変化を許容する所定の許容範囲内で前記第１の電圧よりも高い第２の電圧と、が供給される。
そして、本発明は、コンデンサが、前記電圧供給手段から供給される電圧を前記転送部に印加する配線に接続されており、当該コンデンサにより、前記負荷変動による電圧の低下が蓄積された電気エネルギーにより抑制され、制御手段により、前記受光素子に蓄積された電荷を読み出すタイミングで前記第２の電圧を供給するように前記電圧供給手段が制御される。
このように、請求項２に記載の発明によれば、コンデンサにより、前記負荷変動による電圧の低下が蓄積された電気エネルギーにより抑制され、制御手段により、前記受光素子に蓄積された電荷を読み出すタイミングで所定の許容範囲内で第１の電圧よりも高い第２の電圧を供給するように電圧供給手段を制御しているので、受光素子に蓄積された電荷の読み出す際に発生する電圧の低下量を所定の容範囲内に抑えることができる。よって、負荷変動による電圧の低下量を所定の容範囲内に抑えつつ、回路全体を小型化することができる。
なお、請求項２記載の発明は、請求項３に記載の発明のように、前記制御手段は、前記被写体像の静止画像を撮像する静止画像撮影モードと前記被写体像の動画像を撮像する動画像撮影モードで前記第２の電圧の電圧レベルを変更するように前記電圧供給手段を制御するものとしてもよい。
一方、上記目的を達成するために、請求項４記載の発明は、被写体像に対応する光を受光し、受光した光量に応じた電荷を蓄積する受光素子と、所定の電圧が印加されたタイミングで前記受光素子に蓄積された電荷を読み出して転送する転送部と、を有する固体撮像素子と、前記所定の電圧を供給する電圧供給手段と、前記電圧供給手段から供給される電圧を前記転送部に印加する配線に接続され、前記所定の電圧を印加した際に生じる負荷変動による電圧の低下を蓄積された電気エネルギーにより抑制するコンデンサと、前記電圧供給手段による電力の供給量を変更する供給電力変更手段と、前記電圧供給手段から供給される前記所定の電圧を前記転送部に印加するタイミングで電力の供給量が増加するよう前記供給電力増加手段を制御する制御手段と、を備えている。
請求項４に記載の発明は、被写体像に対応する光を受光し、受光した光量に応じた電荷を蓄積する受光素子と、所定の電圧が印加されたタイミングで前記受光素子に蓄積された電荷を読み出して転送する転送部と、を有する固体撮像素子を備えており、電圧供給手段により、前記所定の電圧が供給され、また、供給電力変更手段により、前記電圧供給手段による電力の供給量が変更される。
そして、本発明は、コンデンサが、前記電圧供給手段から供給される電圧を前記転送部に印加する配線に接続されており、当該コンデンサにより、前記所定の電圧を印加した際に生じる負荷変動による電圧の低下が蓄積された電気エネルギーにより抑制され、制御手段により、前記電圧供給手段から供給される前記所定の電圧を前記転送部に印加するタイミングで電力の供給量が増加するよう前記供給電力増加手段が制御される。
このように、請求項４に記載の発明によれば、当該コンデンサにより、前記所定の電圧を印加した際に生じる負荷変動による電圧の低下を蓄積された電気エネルギーにより抑制し、制御手段により、前記電圧供給手段から供給される前記所定の電圧を前記転送部に印加するタイミングで電力の供給量が増加するよう供給電力増加手段を制御しているので、供給される電流により電圧の低下量を小さくすることができる。よって、負荷変動による電圧の低下量を所定の容範囲内に抑えつつ、回路全体を小型化することができる。
一方、上記目的を達成するために、請求項５記載の発明は、被写体像に対応する光を受光し、受光した光量に応じた電荷を蓄積する受光素子と、前記受光素子に蓄積された電荷を読み出して転送する転送部と、前記転送部により転送された電荷を一時的に蓄積する蓄積部と、を有する固体撮像素子と、前記転送部に前記受光素子に蓄積された電荷を読み出すための所定の読出電圧を供給する第１の電圧供給手段と、前記蓄積部に前記転送された電荷を蓄積するための所定の蓄積電圧を供給する第２の電圧供給手段と、前記第１の電圧供給手段から供給される電圧を前記転送部に印加する配線に第１のスイッチを介して接続されると共に前記第２の電圧供給手段から供給される電圧を前記蓄積部に印加する配線に第２のスイッチを介して接続され、電圧を印加した際に生じる負荷変動による電圧の低下を蓄積された電気エネルギーにより抑制するコンデンサと、前記受光素子に蓄積された電荷を読み出す場合に前記コンデンサを前記転送部側とのみ電気的に接続し、前記蓄積部に前記転送された電荷を蓄積する場合に前記コンデンサを前記蓄積部側とのみ電気的に接続するように、前記第１のスイッチ及び前記第２のスイッチを制御する制御手段と、を備えている。
請求項５に記載の発明は、被写体像に対応する光を受光し、受光した光量に応じた電荷を蓄積する受光素子と、前記受光素子に蓄積された電荷を読み出して転送する転送部と、前記転送部により転送された電荷を一時的に蓄積する蓄積部と、を有する固体撮像素子を備えており、第１の電圧供給手段により、前記転送部に前記受光素子に蓄積された電荷を読み出すための所定の読出電圧が供給され、第２の電圧供給手段により、前記蓄積部に前記転送された電荷を蓄積するための所定の蓄積電圧が供給される。
そして、本発明は、コンデンサが、前記第１の電圧供給手段から供給される電圧を前記転送部に印加する配線に第１のスイッチを介して接続されると共に前記第２の電圧供給手段から供給される電圧を前記蓄積部に印加する配線に第２のスイッチを介して接続され、当該コンデンサにより、電圧を印加した際に生じる負荷変動による電圧の低下が蓄積された電気エネルギーにより抑制され、制御手段により、前記受光素子に蓄積された電荷を読み出す場合に前記コンデンサが前記転送部側とのみ電気的に接続され、前記蓄積部に前記転送された電荷を蓄積する場合に前記コンデンサが前記蓄積部側とのみ電気的に接続するされるように、前記第１のスイッチ及び前記第２のスイッチが制御される。
このように、請求項５に記載の発明によれば、電圧を印加した際に生じる負荷変動による電圧の低下を蓄積された電気エネルギーにより抑制するコンデンサが、第１の電圧供給手段から供給される電圧を前記転送部に印加する配線に第１のスイッチを介して接続されると共に前記第２の電圧供給手段から供給される電圧を前記蓄積部に印加する配線に第２のスイッチを介して接続されており、受光素子に蓄積された電荷を読み出す場合にコンデンサを転送部側とのみ電気的に接続し、蓄積部に転送された電荷を蓄積する場合にコンデンサを蓄積部側とのみ電気的に接続するように、前記第１のスイッチ及び前記第２のスイッチを制御しているので、電圧の低下量を所定の容範囲内に抑えつつコンデンサの数を減らすことができ、回路全体を小型化することができる。
一方、上記目的を達成するために、請求項６記載の発明は、被写体像に対応する光を受光し、受光した光量に応じた電荷を蓄積する受光素子と、所定の電圧が印加されたタイミングで前記受光素子に蓄積された電荷を読み出して転送する転送部と、を有する固体撮像素子の駆動方法であって、電圧供給手段から供給される前記所定の電圧を前記転送部に印加する配線に、電圧を印加した際に生じる負荷変動による電圧の低下を蓄積された電気エネルギーにより抑制するコンデンサを接続しておき、前記電圧供給手段から供給される前記所定の電圧を前記転送部に印加する開始タイミングをずらすように制御している。
よって、請求項６に記載の発明は、請求項１記載の発明と同様に作用するので、請求項１記載の発明と同様に、負荷変動による電圧の低下量を少なくすることができる。よって、負荷変動による電圧の低下量を所定の容範囲内に抑えつつ、回路全体を小型化することができる。
一方、上記目的を達成するために、請求項７記載の発明は、被写体像に対応する光を受光し、受光した光量に応じた電荷を蓄積する受光素子と、所定の電圧が印加されたタイミングで前記受光素子に蓄積された電荷を読み出して転送する転送部と、を有する固体撮像素子の駆動方法であって、電圧供給手段から供給される前記受光素子に蓄積された電荷を前記転送部に読み出す第１の電圧と、電圧の変化を許容する所定の許容範囲内で前記第１の電圧よりも高い第２の電圧と、を前記転送部に印加する配線に、前記負荷変動による電圧の低下を蓄積された電気エネルギーにより抑制するコンデンサを接続しておき、前記受光素子に蓄積された電荷を読み出すタイミングで前記第２の電圧を供給するように前記電圧供給手段を制御している。
よって、請求項７に記載の発明は、請求項２記載の発明と同様に作用するので、請求項２記載の発明と同様に、受光素子に蓄積された電荷の読み出す際に発生する電圧の低下量を所定の容範囲内に抑えることができる。よって、負荷変動による電圧の低下量を所定の容範囲内に抑えつつ、回路全体を小型化することができる。
なお、請求項７記載の発明は、請求項８に記載の発明のように、前記被写体像の静止画像を撮像する静止画像撮影モードと前記被写体像の動画像を撮像する動画像撮影モードで前記第２の電圧の電圧レベルを変更するように前記電圧供給手段を制御するものとしてもよい。
一方、上記目的を達成するために、請求項９記載の発明は、被写体像に対応する光を受光し、受光した光量に応じた電荷を蓄積する受光素子と、所定の電圧が印加されたタイミングで前記受光素子に蓄積された電荷を読み出して転送する転送部と、を有する固体撮像素子の駆動方法であって、電力の供給量を変更する供給電力変更手段を備えた供給電力増加手段から供給される前記所定の電圧を前記転送部に印加する配線に、前記所定の電圧を印加した際に生じる負荷変動による電圧の低下を蓄積された電気エネルギーにより抑制するコンデンサを接続しておき、前記電圧供給手段から供給される前記所定の電圧を前記転送部に印加するタイミングで電力の供給量が増加するよう前記供給電力増加手段を制御している。
よって、請求項９に記載の発明は、請求項４記載の発明と同様に作用するので、請求項４記載の発明と同様に、供給される電流により電圧の低下量を小さくすることができる。よって、負荷変動による電圧の低下量を所定の容範囲内に抑えつつ、回路全体を小型化することができる。
一方、上記目的を達成するために、請求項１０記載の発明は、被写体像に対応する光を受光し、受光した光量に応じた電荷を蓄積する受光素子と、前記受光素子に蓄積された電荷を読み出して転送する転送部と、前記転送部により転送された電荷を一時的に蓄積する蓄積部と、を有する固体撮像素子の駆動方法であって、電圧を印加した際に生じる負荷変動による電圧の低下を蓄積された電気エネルギーにより抑制するコンデンサを、前記第１の電圧供給手段から供給される前記受光素子に蓄積された電荷を読み出すための所定の読出電圧を前記転送部に印加する配線に第１のスイッチを介して接続すると共に、前記第２の電圧供給手段から供給される前記転送された電荷を蓄積するための所定の蓄積電圧を前記蓄積部に印加する配線に第２のスイッチを介して接続しておき、前記受光素子に蓄積された電荷を読み出す場合に前記コンデンサを前記転送部側とのみ電気的に接続し、前記蓄積部に前記転送された電荷を蓄積する場合に前記コンデンサを前記蓄積部側とのみ電気的に接続するように、前記第１のスイッチ及び前記第２のスイッチを制御している。
よって、請求項１０に記載の発明は、請求項５記載の発明と同様に作用するので、請求項５記載の発明と同様に、電圧の低下量を所定の容範囲内に抑えつつコンデンサの数を減らすことができ、回路全体を小型化することができる。
このように、本発明によれば、負荷変動による電圧の低下量を所定の容範囲内に抑えつつ、コンデンサの容量を低減する、あるいは、コンデンサの数を減らすことにより、回路全体を小型化することができる、という効果が得られる。
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
［第１の実施の形態］
図１に示すように、本実施の形態に係るデジタルカメラ１０の概略構成が示されている。このデジタルカメラ１０は、被写体像を結像させるためのレンズを含んで構成された光学ユニット２０と、上記レンズの光軸後方に配設されたＣＣＤ２２と、ＣＣＤ２２からの出力信号に基づき被写体像を示すデジタル画像データを生成すると共に光学ユニット２０の各部、ＣＣＤ２２等を駆動するためのタイミング信号を生成する信号処理部４０と、デジタルカメラ１０の全体的な動作を司る主制御部６０と、ＣＣＤ２２を駆動する垂直・水平ドライバ２４と、光学ユニット２０に含まれるシャッタ及び絞り機構を駆動するシャッタ・アイリスモータドライバ２６と、光学ユニット２０に含まれる焦点調整モータを駆動するフォーカスモータドライバ２８と、光学ユニット２０に含まれるズームモータを駆動するズームモータドライバ３０と、を含んで構成されている。
なお、信号処理部４０及び主制御部６０は１チップＬＳＩ（Large Scale Integrated circuit）として構成されており、これによってデジタルカメラ１０の小型化、高信頼性化、及び低コスト化が図られている。
また、デジタルカメラ１０は、ＣＣＤ２２による撮像によって得られた被写体像や各種情報を表示する液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）７２と、主としてＣＣＤ２２による撮像によって得られたデジタル画像データを記憶するＳＤＲＡＭ（Synchronous Dynamic RAM）７４と、各種のパラメータやプログラム等を記憶したフラッシュＲＯＭ７６と、を含んで構成されている。
主制御部６０は、主制御部６０全体の動作を司るＣＰＵ（中央演算処理装置）６１と、所定容量のラインバッファを内蔵すると共に、ホワイトバランスの変動を調整するホワイトバランス調整回路（ＷＢ）６２Ａ及びＲＧＢデータをＹＣ信号に変換するＹ／Ｃ変換回路（Ｙ／Ｃ）６２Ｂを含んで構成された撮像制御部６２と、撮影されたデジタル画像データに対して所定の圧縮形式で圧縮処理を施すと共に、圧縮処理されたデジタル画像データに対して伸張処理を施す圧縮・伸張部６３と、メディア制御部６４と、ＬＣＤ制御部６５と、がバスＢＵＳを介して相互に接続されて構成されている。
なお、デジタルカメラ１０は、図示しないモード切替えスイッチを切替えることにより静止画像撮影モードと動画像撮影モードの切替えが可能であり、上記圧縮・伸張部６３は、静止画像撮影モードで撮影されたデジタル画像データに対して所定の静止画像圧縮方式（本実施の形態では、ＪＰＥＧ（Joint Photographic Coding Expert Group）方式）での圧縮処理及び伸張処理を行う一方、静止画像撮影モードで撮影されたデジタル画像データに対して所定の動画像圧縮方式（本実施の形態では、ＭＰＥＧ（Moving Picture Expert Group）−２方式）での圧縮処理及び伸張処理を行う。
メディア制御部６４は、可搬型の記憶メディア７０と接続されており、メディア制御部６４によって記憶メディア７０に対する各種情報の書き込みや当該記憶メディア７０に書き込まれている各種情報の読み出しが制御される。なお、本実施の形態に係るデジタルカメラ１０では、記憶メディア７０としてスマートメディア（登録商標）を適用している。
また、ＬＣＤ制御部６５には上記ＬＣＤ７２が接続されており、ＬＣＤ７２にはＬＣＤ制御部６５の制御下で各種情報が表示される。なお、ＬＣＤ７２は、ＣＣＤ２２による連続的な撮像によって得られた動画像（スルー画像）を表示してファインダとして使用することができる。
また、ＳＤＲＡＭ７４及びフラッシュＲＯＭ７６は主制御部６０のバスＢＵＳに接続されている。従って、ＣＰＵ６１は、ＳＤＲＡＭ７４及びフラッシュＲＯＭ７６に記憶されている各種データに随時アクセスすることができる。
一方、信号処理部４０は、相関２重サンプリング（Correlated Double Sampling）回路（ＣＤＳ）４２と、ゲインコントロールアンプ（ＧＣＡ）４４と、Ａ／Ｄコンバータ４６と、タイミングジェネレータ４８と、を含んで構成されている。
ＣＣＤ２２の出力端は、上記のＣＤＳ４２、ＧＣＡ４４、及びＡ／Ｄコンバータ４６を順に介して撮像制御部６２に接続されている。ＣＣＤ２２から出力された信号は、ＣＤＳ４２によって相関２重サンプリング処理が施され、ＧＣＡ４４によってＣＣＤ２２におけるＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）毎の所定の感度調整処理が施された後、各画素毎のＲ、Ｇ、Ｂ信号としてＡ／Ｄコンバータ４６に出力される。Ａ／Ｄコンバータ４６は、ＧＣＡ４４から順次出力されたＲ、Ｇ、Ｂ信号を各々所定ビット数のデジタル信号（以下、「デジタル画像データ」という。）に変換して上述した撮像制御部６２に出力する。
撮像制御部６２は内蔵しているラインバッファにＡ／Ｄコンバータ４６から順次入力されるデジタル画像データを蓄積して一旦ＳＤＲＡＭ７４に格納する。
ＳＤＲＡＭ７４に格納されたデジタル画像データは、ＣＰＵ６１の制御下でＷＢ６２Ａに読み出され、これらに光源種に応じたデジタルゲインをかけることでホワイトバランス調整を行なうと共に、ガンマ処理及びシャープネス処理を行なって所定のデジタル画像データを生成し、更に、Ｙ／Ｃ６２ＢにてＹＣ信号処理して輝度信号Ｙとクロマ信号Ｃｒ、Ｃｂ（以下、「ＹＣ信号」という。）を生成し、ＹＣ信号を再びＳＤＲＡＭ７４に格納する。
なお、ＬＣＤ７２をファインダとして使用する場合には、生成したＹＣ信号を、ＬＣＤ制御部６５に順次出力し、ＬＣＤ７２にてスルー画像が表示されることになる。
デジタルカメラ１０は、撮影者によって静止画像撮影モードが選択され、図示しないシャッターボタンが押圧操作されると、ＳＤＲＡＭ７４に格納された上記ＹＣ信号を、圧縮・伸張部６３において所定の静止画像圧縮方式で圧縮した後にメディア制御部６４を介して記憶メディア７０に記憶する。一方、撮影者によって動画像撮影モードが選択され、図示しないシャッターボタンが押圧操作されると、ＳＤＲＡＭ７４に格納された上記ＹＣ信号を、圧縮・伸張部６３において随時所定の動画像圧縮方式で圧縮して記憶メディア７０に記憶させて動画像の記録を行い、再度シャッターボタンが押圧操作されるとＹＣ信号を圧縮処理を停止して動画像の記録を停止する。
一方、上記タイミングジェネレータ４８には垂直・水平ドライバ２４、シャッタ・アイリスモータドライバ２６、及び撮像制御部６２が接続されている。
タイミングジェネレータ４８は、撮像制御部６２により制御されており、垂直・水平ドライバ２４にＣＣＤ２２を駆動させるためのタイミング信号を出力し、また、シャッタ・アイリスモータドライバ２６に光学ユニット２０に備えられたメカシャッター及び絞り機構を駆動させるためのタイミング信号を出力する。
また、フォーカスモータドライバ２８及びズームモータドライバ３０は、各々主制御部６０（より詳しくはＣＰＵ６１）に接続されており、フォーカスモータドライバ２８は光学ユニット２０に備えられた焦点調整モータに、ズームモータドライバ３０は光学ユニット２０に備えられたズームモータに、各々接続されている。
本実施の形態に係る光学ユニット２０に含まれるレンズは、複数枚のレンズを有し、焦点距離の変更（変倍）が可能なズームレンズとして構成され、図示しないレンズ駆動機構を備えている。このレンズ駆動機構には上述したズームモータ及び焦点調整モータが含まれており、各々ＣＰＵ６１の制御下でズームモータドライバ３０及びフォーカスモータドライバ２８から供給された駆動信号によって駆動する。
ＣＰＵ６１は、光学ズーム倍率を変更する際、ズームモータドライバ３０を介してズームモータを駆動制御することによって光学ユニット２０に含まれるレンズの焦点距離を変化させる。
また、ＣＰＵ６１は、ＣＣＤ２２による撮像によって得られた画像のコントラストが最大となるようにフォーカスモータドライバ２８を介して焦点調整モータを駆動制御することによって合焦制御を行う。すなわち、本実施の形態に係るデジタルカメラ１０では、合焦制御として、読み取られた画像のコントラストが最大となるようにレンズの位置を設定する所謂ＴＴＬ（Through The Lens）方式を採用しており、被写体がＬＣＤ７２に表示されるフレーム内に所定の位置に位置した状態で、撮影者によって図示しないシャッターボタンが半押されることによって、自動的に合焦制御がなされるように構成されている。
図２には、本実施の形態に係るＣＣＤ２２の詳細な構成が示されている。なお、本実施の形態に係るＣＣＤ２２には、本発明の出願人によって提案されているハニカムＣＣＤを採用している。
ＣＣＤ２２は、１画素１色について１つずつ割り当てられると共に、所定の配列ピッチ（水平配列ピッチ＝Ｐｈ（μｍ）、垂直配列ピッチ＝Ｐｖ（μｍ））で、かつ隣接する受光素子ＰＤが垂直方向及び水平方向にずらされて２次元配置された複数の受光素子ＰＤと、この受光素子ＰＤの前面に形成された開口部ＡＰを迂回するように配置され、かつ受光素子ＰＤからの信号（電荷）を取り出して垂直方向に転送する垂直転送電極ＶＥＬと、垂直方向最下に位置する垂直転送電極ＶＥＬの垂直方向下側に配置され、垂直転送電極ＶＥＬから転送されてきた信号を外部へ転送する水平転送電極ＨＥＬと、を備えている。なお、同図に示す例では、開口部ＡＰを八角形のハニカム形状に形成している。
ここで、水平方向に直線状に並んで配置された複数の垂直転送電極ＶＥＬにより構成される垂直転送電極群には、各々垂直転送駆動信号Ｖ１、Ｖ２、・・・、Ｖ８の何れか１つを同時に印加することができるように構成されている。なお、同図に示す例では、１段目の垂直転送電極群に対して垂直転送駆動信号Ｖ３が、２段目の垂直転送電極群に対して垂直転送駆動信号Ｖ４が、３段目の垂直転送電極群に対して垂直転送駆動信号Ｖ５が、４段目の垂直転送電極群に対して垂直転送駆動信号Ｖ６が、５段目の垂直転送電極群に対して垂直転送駆動信号Ｖ７が、６段目の垂直転送電極群に対して垂直転送駆動信号Ｖ８が、７段目の垂直転送電極群に対して垂直転送駆動信号Ｖ１が、８段目の垂直転送電極群に対して垂直転送駆動信号Ｖ２が、各々印加できるように構成されている。
一方、各受光素子ＰＤは隣接する１つの垂直転送電極ＶＥＬに対し転送ゲートＴＧを介して電気的に接続されるように構成されている。同図に示す例では、各受光素子ＰＤが右下に隣接する垂直転送電極ＶＥＬに転送ゲートＴＧを介して接続されるように構成されている。
更に、このＣＣＤ２２の撮像部は、同図に示すように、１受光素子領域の垂直隣接領域が４電極構造となっており、水平隣接領域が２電極構造となっている。
なお、同図において‘Ｒ’が記入された受光素子ＰＤの前面に形成された開口部ＡＰは赤色の光を透過する色分離フィルタで覆われており、‘Ｇ’が記入された受光素子ＰＤの前面に形成された開口部ＡＰは緑色の光を透過する色分離フィルタで覆われており、‘Ｂ’が記入された受光素子ＰＤの前面に形成された開口部ＡＰは青色の光を透過する色分離フィルタで覆われている。すなわち、‘Ｒ’が記入された受光素子ＰＤは赤色光を、‘Ｇ’が記入された受光素子ＰＤは緑色光を、‘Ｂ’が記入された受光素子ＰＤは青色光を、各々受光するものとされている。
図３には、ＣＣＤ２２の各段の垂直転送電極群に垂直転送駆動信号としての電圧を印加する垂直・水平ドライバ２４部分の回路図が示されている。なお、図３では、ＣＣＤ２２を容量Ｃ２のコンデンサ２２Ａによる等価回路と見なしている。
垂直・水平ドライバ２４は、ＣＣＤ２２の各段の垂直転送電極群に対して、当該ＣＣＤ２２の受光素子ＰＤに蓄積された電荷を読み出す際の所定の高電圧（本実施の形態では、１５Ｖ）を供給するシリーズレギュレータ８０、読み出された電荷を移動させる際の、上記高電圧より低い所定の低電圧（本実施の形態では、−８Ｖ）を供給する電源線８２、及びタイミングジェネレータ４８（図１参照）と接続されており、ＣＣＤ２２の各段の垂直転送電極群に対して印加する電圧の制御を行っている。
図４には垂直・水平ドライバ２４及びＣＣＤ２２の構成が示されている。なお、垂直・水平ドライバ２４には、各垂直転送電極群毎に印加する電圧を切り替える複数のスイッチが備えられているが、図４ではスイッチ２４Ａを１つのみ示しており、垂直・水平ドライバ２４をスイッチ２４Ａ及び内部抵抗２４Ｂによる等価回路と見なしている。
垂直・水平ドライバ２４は、タイミングジェネレータ４８から出力されるタイミング信号Ｓ１に応じてスイッチ２４Ａを切り替えており、ＣＣＤ２２の各垂直転送電極群に上記高電圧、上記低電圧を各々印加することができる。また、スイッチ２４Ａを何れとも接していないオフとすることでＣＣＤ２２の各垂直転送電極群の電位を高電圧より低くかつ低電圧より高い中位電圧（本実施の形態では、０ボルト）とすることができる。
一方、図３に示すように、垂直・水平ドライバ２４とシリーズレギュレータ８０との接続線には、分岐点８４が設けられ、分岐点８４からの分岐線には容量Ｃ１のバイパスコンデンサ８６の一端が接続されており、バイパスコンデンサ８６の他端は接地されている。よって、垂直・水平ドライバ２４とシリーズレギュレータ８０との接続線に電圧が印加されるとバイパスコンデンサ８６に電荷が蓄積されて電気エネルギーがチャージされる。
シリーズレギュレータ８０は、ＰＮＰ型のトランジスタ９０と、コンパレータ９２と、基準電圧用電源９４と、抵抗９６Ａ、９６Ｂと、を備えている。
トランジスタ９０のエミッタ端子は電源線９８と接続され、トランジスタ９０のコレクタ端子は垂直・水平ドライバ２４と接続されている。また、トランジスタ９０のコレクタ端子と垂直・水平ドライバ２４との接続線上には分岐点１００が設けられており、分岐点１００から分岐した分岐線が抵抗９６Ａ、９６Ｂを介して接地されている。さらに、当該分岐線の抵抗９６Ａ、９６Ｂの間にはさらに分岐点１０２が設けられており、分岐点１０２からの分岐線がコンパレータ９２のプラス側端子と接続されている。このコンパレータ９２のマイナス側端子は基準電圧用電源９４と接続されており、分岐点１０２の電圧と基準電圧（本実施の形態では、１．２５Ｖ）とを比較している。この抵抗９６Ａ、９６Ｂは、電源線から電圧が印加されて分岐点１００の電圧が上記高電圧となると、分岐点１０２の電圧が基準電圧となるように適切な比率で十分に大きな抵抗値のものが用いられている。
シリーズレギュレータ８０では、トランジスタ９０を介して電源線から印加された電圧により分岐点１００が上記高電圧となり、分岐点１０２の電圧が基準電圧となるとコンパレータ９２からハイレベルの信号がトランジスタ９０のベース端子へ出力される。これにより、トランジスタ９０がオフとなってコレクタ端子への電圧の印加が停止する。
そして、シリーズレギュレータ８０は、スイッチ２４Ａが切り替えられＣＣＤ２２へシリーズレギュレータ８０からの電圧の印加が行われて分岐点１００の電圧が低下すると分岐点１０２の電圧も低下して基準電圧未満となるため、コンパレータ９２からローレベルの信号がトランジスタ９０のベース端子へ出力されて、トランジスタ９０がオンとなってコレクタ端子への電圧の印加が再開される。
ところで、スイッチ２４Ａを切り替えてＣＣＤ２２の各垂直転送電極群に対して高電圧（ＶH）を同時に印加した場合、図５（Ａ）に示すように、負荷変動により電圧ドロップが発生する。すなわち、ＣＣＤ２２を容量Ｃ２のコンデンサ２２Ａと見なした場合、スイッチ２４Ａを切り替えた際の垂直・水平ドライバ２４とＣＣＤ２２との配線上においける電圧Ｖhは以下の（１）式により求めることができる。
Ｖh＝Ｃ１／（Ｃ１＋Ｃ２）×ＶH ・・・（１）
この高電圧ＶHと電圧Ｖhの差が電圧ドロップによる電圧低下量△ＶHであるため、電圧低下量△ＶHを以下の（２）式のように求めることができる。
△ＶH＝ＶH−Ｖh＝Ｃ２／（Ｃ１＋Ｃ２）×ＶH ・・・（２）
ここで、電圧低下量△ＶHを少なくするには、（２）式により示されるように、バイパスコンデンサ８６の容量Ｃ１をコンデンサ２２Ａの容量Ｃ２よりも十分に大きくする必要があり、バイパスコンデンサ８６の容量を大きくするとバイパスコンデンサ８６のサイズも大きくなるため回路を小型化することが難しくなる。
このため、本実施の形態では、ＣＣＤ２２の各垂直転送電極群に対して高電圧を印加するタイミングを制御し、電圧印加を開始のタイミングを垂直転送電極群毎にずらしている。
次に、本実施の形態に係るデジタルカメラ１０の撮像時の動作について説明する。
デジタルカメラ１０は、撮影スタンバイ状態となり、光学ユニット２０を介してＣＣＤ２２の受光面上に光を受光すると、当該ＣＣＤ２２の受光素子ＰＤにおいて光電変換が行われて、受光した光を光量に応じて各受光素子ＰＤに電荷が蓄積される。
タイミングジェネレータ４８は、撮影スタンバイ状態となると、垂直・水平ドライバ２４に対してＣＣＤ２２の各受光素子ＰＤに蓄積された電荷を読み出すタイミングを制御するタイミング信号Ｓ１を出力する。
垂直・水平ドライバ２４は、入力した当該タイミング信号Ｓ１に応じてスイッチ２４Ａの切り替えを行い、ＣＣＤ２２の各垂直転送電極ＶＥＬ及び水平転送電極ＨＥＬに対して電圧を印加して蓄積された電荷の読み出しを行う。
図６には、ＣＣＤ２２の各垂直転送電極群に対して印加される電圧を示すタイムチャートが示されている。
ここで、本実施の形態では、ＣＣＤ２２の転送ゲートＴＧを介して受光素子ＰＤに接続された垂直転送電極ＶＥＬが含まれる垂直転送電極群（図２の斜線が付された垂直転送電極ＶＥＬ）を３つのグループに分けてグループＧＡ、ＧＢ、ＧＣとしている。すなわち、図２に示すＣＣＤ２２では、２段目、８段目の垂直転送電極群がグループＧＡに属し、４段目の垂直転送電極群がグループＧＢに属し、６段目の垂直転送電極群がグループＧＣに属している。
タイミングジェネレータ４８は、高電圧の印加を開始するタイミングを各グループ毎にずらしている。これにより、ＣＣＤ２２では、同時に高電圧の印加が開始される垂直転送電極の数が減るため、図５（Ｂ）に示すように、負荷変動による電圧低下量△ＶHが低減される。よって、バイパスコンデンサ８６の容量Ｃ１を減らしたとしても電圧ドロップの電圧低下量△ＶHを許容範囲内に抑えることができるため、バイパスコンデンサ８６のサイズを小さくすることができ、回路全体を小型化することもできる。
なお、本実施の形態に係るデジタルカメラ１０では、撮影スタンバイ状態となると、タイミングジェネレータ４８からのタイミング信号Ｓ１により垂直・水平ドライバ２４のスイッチを制御して、上述したようにグループＧＡ、ＧＢ、ＧＣの各垂直転送電極に対して所定の高電圧を印加すると共に、これらの垂直転送電極群に挟まれた垂直転送電極群（図２の白抜きの垂直転送電極ＶＥＬ）に対して上記高電圧より低い所定の低電圧を印加する。すなわち、垂直転送駆動信号Ｖ２、Ｖ４、Ｖ６、及びＶ８を上記高電圧とし、垂直転送駆動信号Ｖ１、Ｖ３、Ｖ５、及びＶ７を上記低電圧とする。すると、受光素子ＰＤに転送ゲートＴＧを介して接続された垂直転送電極ＶＥＬの下部にポテンシャル井戸が形成され、ここに当該垂直転送電極ＶＥＬに接続された受光素子ＰＤに蓄積されていた電荷が一気に流れ込む。
そして、デジタルカメラ１０では、タイミングジェネレータ４８からのタイミング信号Ｓ１により垂直・水平ドライバ２４のスイッチを制御して、受光素子ＰＤに転送ゲートＴＧを介して接続された垂直転送電極ＶＥＬが含まれる垂直転送電極群の垂直方向下側に隣接する垂直転送電極群に対して上記中位電圧とする。すなわち、垂直転送駆動信号Ｖ１、Ｖ３、Ｖ５、及びＶ７を上記中位電圧とする。すると、中位電圧が印加された垂直転送電極ＶＥＬの下部にもポテンシャル井戸が形成され、ここに受光素子ＰＤに転送ゲートＴＧを介して接続された垂直転送電極ＶＥＬの下部のポテンシャル井戸から電荷が流れ込んでくる。
そして、デジタルカメラ１０では、タイミングジェネレータ４８からのタイミング信号Ｓ１により垂直・水平ドライバ２４のスイッチを制御して、受光素子ＰＤに転送ゲートＴＧを介して接続された垂直転送電極ＶＥＬが含まれる垂直転送電極群に対する印加電圧を上記低電圧とする。すなわち、垂直転送駆動信号Ｖ２、Ｖ４、Ｖ６、及びＶ８を上記低電圧とする。この結果、受光素子ＰＤに転送ゲートＴＧを介して接続された垂直転送電極ＶＥＬの下部に蓄積されていた電荷が全て当該垂直転送電極ＶＥＬの垂直方向下側に隣接する垂直転送電極ＶＥＬの下部に形成されたポテンシャル井戸に移動する。
これ以降、以上の動作を繰り返すことによって各受光素子ＰＤに蓄積された電荷を所謂バケツリレー式に垂直方向下方に隣接した垂直転送電極ＶＥＬに順次転送していくことにより、水平転送電極ＨＥＬを介して蓄積された電荷が読み出され、電荷量に応じた信号がＣＤＳ４２へ出力される。
以上詳細に説明したように、第１の実施の形態のデジタルカメラ１０によれば、被写体像に対応する光を受光し、受光した光量に応じた電荷を蓄積する受光素子と、所定の電圧（ここでは、高電圧）が印加されたタイミングで前記受光素子に蓄積された電荷を読み出して転送する転送部（ここでは、垂直転送電極群）と、を有する固体撮像素子（ここでは、ＣＣＤ２２）を備えており、電圧供給手段は（シリーズレギュレータ８０）、前記所定の電圧を供給している。そして、デジタルカメラ１０では、コンデンサ（ここでは、バイパスコンデンサ８６）が前記電圧供給手段から供給される電圧を前記転送部に印加する配線に接続され、当該コンデンサにより、電圧を印加した際に生じる負荷変動による電圧の低下を蓄積された電気エネルギーにより抑制しており、制御手段（タイミングジェネレータ４８）は、前記電圧供給手段から供給される前記所定の電圧を前記転送部に印加する開始タイミングをずらすように制御しているので、所定の電圧を印加した際に発生する負荷変動による電圧の低下量をを少なくすることができる。よって、負荷変動による電圧の低下量を所定の容範囲内に抑えつつ、回路全体を小型化することができる。
なお、第１の実施の形態のタイミングジェネレータ４８は、タイミング信号Ｓ１により電圧を印加するタイミング制御してＣＣＤ２２の各垂直転送電極群に対し、図６に示すような電圧を印加する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、電圧を印加する開始のタイミングがずれていればいずれでもよい。例えば、タイミングジェネレータ４８は、タイミング信号Ｓ１により電圧を印加するタイミング制御してＣＣＤ２２の各垂直転送電極群に対し、図７に示すような電圧を印加するものとしてもよい。この場合も、本実施の形態と同様の効果を奏することができる。
［第２の実施の形態］
第２の実施の形態では、ＣＣＤ２２の受光素子ＰＤからの電荷の読み出す際の電圧を上記高電圧よりも高い電圧から上記高電圧へと電圧を変化させる場合の形態例について説明する。
図８には、第２の実施の形態に係るシリーズレギュレータ８０の回路図が示されている。なお、同図の図３と同一の構成要素については図３と同一符号箇所を付して、その説明を省略する。
第２の実施の形態に係るシリーズレギュレータ８０は、基準電圧用電源９４による基準電圧（以下、第１の基準電圧という。）よりも高い第２の基準電圧の基準電圧用電源１１０が設けられている。
また、コンパレータ９２のマイナス側端子は、スイッチ１１２と接続されており、当該スイッチ１１２は、タイミングジェネレータ４８からのタイミング信号Ｓ２によりコンパレータ９２のマイナス側端子に印加する基準電圧を第１の基準電圧又は第２の基準電圧に切替えることができる。シリーズレギュレータ８０は、スイッチ１１２が切替えられて基準電圧を第２の基準電圧とすると、分岐点１０２の電圧が第２の基準電圧の場合にコンパレータ９２からハイレベルの信号が出力されるため、分岐点１００の電圧が基準電圧が第１の基準電圧の場合の所定の高電圧よりも高い電圧に保たれることとなる。なお、シリーズレギュレータ８０では、垂直・水平ドライバ２４において供給される電圧の変化を許容する許容範囲が予め定まっており、第２の基準電圧は、分岐点１００の電圧が当該許容範囲以内となるように適切に定められている。
タイミングジェネレータ４８は、ＣＣＤ２２の受光素子ＰＤに蓄積された電荷を読み出す際、基準電圧を第２の基準電圧とするようにスイッチ１１２に対してタイミング信号Ｓ２を出力する。
すなわち、図９（Ａ）に示すように、シリーズレギュレータ８０から供給される電圧を所定の高電圧（ＶH）としていた場合、電圧ドロップによる電圧により許容範囲以下となるが、ＣＣＤ２２の受光素子ＰＤに蓄積された電荷を読み出す際、基準電圧を第２の基準電圧とすることにより、図９（Ｂ）に示すように、シリーズレギュレータ８０から供給される電圧が所定の高電圧（ＶH）よりも高い電圧となっているため、所定の高電圧の場合よりも小さな容量のバイパスコンデンサ８６で、電圧ドロップによる低下した電圧を許容範囲内に抑えることができる。
以上詳細に説明したように、第２の実施の形態のデジタルカメラ１０によれば、被写体像に対応する光を受光し、受光した光量に応じた電荷を蓄積する受光素子と、所定の電圧が印加されたタイミングで前記受光素子に蓄積された電荷を読み出して転送する転送部と、を有する固体撮像素子を備えており、電圧供給手段は、前記受光素子に蓄積された電荷を前記転送部に読み出す第１の電圧と、電圧の変化を許容する所定の許容範囲内で前記第１の電圧よりも高い第２の電圧と、を供給している。そして、デジタルカメラ１０では、コンデンサが前記電圧供給手段から供給される電圧を前記転送部に印加する配線に接続され、当該コンデンサにより、前記負荷変動による電圧の低下を蓄積された電気エネルギーにより抑制しており、制御手段により、前記受光素子に蓄積された電荷を読み出すタイミングで前記第２の電圧を供給するように前記電圧供給手段を制御しているので、受光素子に蓄積された電荷の読み出す際に発生する電圧の低下量を所定の容範囲内に抑えつつコンデンサの容量を低減し、回路全体を小型化することができる。
なお、第２の実施の形態では、シリーズレギュレータ８０の基準電圧を切替えることにより印加する電圧を変化させる場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、２つの電圧を切替えることができれば何れの構成でもよい。例えば、予め２つの異なる電圧を供給可能な電源装置等を用いてもよく、また、２台の電源装置により供給される異なる電圧をスイッチ等により切替えることにより印加する電圧を変化させてもよい。この場合も、本実施の形態と同様の効果を奏することができる。
［第３の実施の形態］
第３の実施の形態では、前記被写体像の静止画像を撮像する静止画像撮影モードと前記被写体像の動画像を撮像する動画像撮影モードで印加する電圧の電圧レベルを変更する場合の形態例について説明する。
図１０には、第３の実施の形態に係るシリーズレギュレータ８０の回路図が示されている。なお、同図の図８と同一の構成要素については図８と同一符号箇所を付して、その説明を省略する。
第３の実施の形態に係るシリーズレギュレータ８０は、静止画像撮影モードで用いる静止画像撮影用基準電圧用電源１１０Ａと、動画像撮影モードで用いる動画像撮影用基準電圧用電源１１０Ｂと、が設けられている。
また、スイッチ１１２が、ＣＣＤ２２の受光素子ＰＤに蓄積された電荷を読み出す際に最初に接続される配線の他端にはスイッチ１２０が設けられており、当該スイッチ１２０は、撮影モードに応じたタイミングジェネレータ４８からのタイミング信号Ｓ３に応じて切替えることができる。
すなわち、第３の実施の形態に係るシリーズレギュレータ８０は、撮影モードに応じて基準電圧を切替えることが可能となっている。
ここで、本実施の形態に係るデジタルカメラ１０は、静止画像撮影モードと動画像撮影モードとでＣＣＤ２２の各受光素子ＰＤに蓄積された電荷を読み出すタイミングが異なっている。すなわち、静止画像撮影モードでは、図示しないシャッターボタン押下操作されたタイミングでＣＣＤ２２の全受光素子ＰＤから電荷の読み出しを行っているが、動画像撮影モードでは、ＣＣＤ２２の各受光素子ＰＤを偶数段目と奇数段目とに分けて交互に蓄積された電荷を読み出すインターレーススキャンを行っている。
このため、ＣＣＤ２２の各受光素子ＰＤから電荷を読み出す際に、静止画像撮影モードと動画像撮影モードで同時に電圧が印加される受光素子ＰＤの数が異なるため、静止画像撮影モードと動画像撮影モードで負荷変動による電圧低下量△ＶHが異なり、同時に電荷を読取る受光素子ＰＤの数が多い静止画像撮影モードの方が電圧低下量△ＶHが大きくなる。
そこで、第３の実施の形態に係るシリーズレギュレータ８０では、静止画像撮影モードにおいて静止画像撮影用基準電圧用電源１１０Ａを基準電源として用い、動画像撮影モードにおいて動画像撮影用基準電圧用電源１１０Ｂを基準電源として用いる。これにより、静止画像撮影モードと動画像撮影モードで各々で適切な電圧が印加されるため、ＣＣＤ２２の受光素子ＰＤに印加される電圧の低下量を所定範囲以内に抑えることができるため、バイパスコンデンサ８６のサイズを小さくすることができ、回路全体を小型化することもできる。
以上詳細に説明したように、第３の実施の形態のデジタルカメラ１０によれば、前記制御手段は、前記被写体像の静止画像を撮像する静止画像撮影モードと前記被写体像の動画像を撮像する動画像撮影モードで前記第２の電圧の電圧レベルを変更するように前記電圧供給手段を制御しているので、撮影モードの応じて電圧の低下量を所定範囲以内に抑えることができる。
なお、第２の実施の形態及び第３の実施の形態では、ＣＣＤ２２の各受光素子ＰＤから電荷を読み出す際に高電圧を印加する場合に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、各受光素子ＰＤから読み出した電荷を移動させるために各垂直転送電極ＶＥＬに対して、所定の低電圧を印加するための電源装置（例えば、リーズレギュレータ）において基準電圧を切替える構成としてもよい。この場合も、本実施の形態と同様の効果を奏することができる。
［第４の実施の形態］
第４の実施の形態では、電力の供給能力が可変なものとし、受光素子ＰＤに蓄積された電荷を読み出す場合に、電力供給量を増加させる場合の形態例について説明する。
図１１には、第４の実施の形態に係るシリーズレギュレータ８０の回路図が示されている。なお、同図の図３と同一の構成要素については図３と同一符号箇所を付して、その説明を省略する。
第４の実施の形態に係るシリーズレギュレータ８０は、上述したＰＮＰ型のトランジスタ９２と、コンパレータ９２と、抵抗９６Ａ、９６Ｂと、により構成された定電圧回路１３０Ａと同様の構成の定電圧回路１３０Ｂが、基準電圧用電源９４及び垂直・水平ドライバ２４に対して並列に設けられており、定電圧回路１３０Ｂと基準電圧用電源９４との配線上及び定電圧回路１３０Ｂと垂直・水平ドライバ２４との配線上に各々スイッチ１３４、１３６が設けられている。
このスイッチ１３４、１３６は、タイミングジェネレータ４８からのタイミング信号Ｓ４、Ｓ５により切替えられ、ＣＣＤ２２の受光素子ＰＤに蓄積された電荷を読み出す際に各々オンとなるように制御される。
このスイッチ１３４、１３６がオンとなると、定電圧回路１３０Ａ、定電圧回路１３０Ｂから並列に電力が供給されるため、ＣＣＤ２２の受光素子ＰＤから電荷を読み出す際の電力の供給能力を高めることができる。よって、ＣＣＤ２２の受光素子ＰＤに蓄積された電荷を読み出す際に、電圧ドロップが発生しても定電圧回路１３０Ａ、定電圧回路１３０Ｂから共に電流が供給されるため、電圧低下量△ＶHを低減することができる。よって、バイパスコンデンサ８６の容量Ｃ１を減らしたとしても電圧ドロップの電圧低下量△ＶHを許容範囲内に抑えることができるため、バイパスコンデンサ８６のサイズを小さくすることができ、回路全体を小型化することもできる。
以上詳細に説明したように、第４の実施の形態のデジタルカメラ１０によれば、被写体像に対応する光を受光し、受光した光量に応じた電荷を蓄積する受光素子と、所定の電圧が印加されたタイミングで前記受光素子に蓄積された電荷を読み出して転送する転送部と、を有する固体撮像素子を備えており、電圧供給手段により、前記所定の電圧を供給し、供給電力変更手段（ここでは、定電圧回路１３０Ｂ）により、前記電圧供給手段による電力の供給量を変更している。そして、デジタルカメラ１０では、コンデンサが前記電圧供給手段から供給される電圧を前記転送部に印加する配線に接続され、当該コンデンサにより、前記所定の電圧を印加した際に生じる負荷変動による電圧の低下を蓄積された電気エネルギーにより抑制されており、制御手段により、前記電圧供給手段から供給される前記所定の電圧を前記転送部に印加するタイミングで電力の供給量が増加するよう前記供給電力増加手段を制御しているので、各受光素子ＰＤに蓄積された電荷の読み出す際に電力供給量が増加して電圧の低下量を所定の容範囲内に抑えことができる。また、各受光素子ＰＤに蓄積された電荷の読み出す際にのみ電力供給量を増加させているため、消費電力の増加量を少なく抑えることができる。
なお、第４の実施の形態に係るシリーズレギュレータ８０では、内部に定電圧回路１３０を並列な構成とすることにより電力供給量を向上させた場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、電力供給量を向上させることができれば何れの構成でもよい。
［第５の実施の形態］
第５の実施の形態では、垂直転送電極ＶＥＬにより転送された電荷を一時的に蓄積するラインメモリ領域を設け、受光素子ＰＤに蓄積された電荷を読み出す際の電圧を印加する回路と、ラインメモリ領域に蓄積された電荷を転送する際の電圧を印加する回路と、て１つのコンデンサを共用しする場合の形態例について説明する。
図１２には、第５の実施の形態に係るＣＣＤ２２の詳細な構成が示されている。なお、同図の図２と同一の構成要素については図２と同一符号箇所を付して、その説明を省略する。
第５の実施の形態に係るＣＣＤ２２には、垂直転送電極ＶＥＬと、垂直転送電極ＶＥＬの垂直方向下側に配置された水平転送電極ＨＥＬとの間に、ラインメモリ領域が設けられており、垂直転送電極ＶＥＬから転送されてきた電荷は、ラインメモリ領域に転送される。
ラインメモリ領域には、水平転送電極ＨＥＬと同様にライン転送電極ＭＥＬが設けられており、当該ライン転送電極ＭＥＬに電圧を印加して電荷を移動させて水平転送電極ＨＥＬに電荷を転送することができ、また、必要に応じて水平方向に隣り合う電荷を結合させて加算させることができる。
図１３には、ＣＣＤ２２の各段の垂直転送電極群及びライン転送電極ＭＥＬに各々垂直転送駆動信号としての電圧を印加する垂直・水平ドライバ２４の回路図が示されている。なお、同図の図２と同一の構成要素については図２と同一符号箇所を付して、その説明を省略する。
垂直・水平ドライバ２４は、垂直転送電極群の各電極の電圧の印加を制御するスイッチが含まれた垂直転送電極スイッチ部２５Ａと、ライン転送電極ＭＥＬの電圧の印加を制御するライン転送電極スイッチ部２５Ｂと、備えており、タイミングジェネレータ４８から出力されるタイミング信号Ｓ１に応じて垂直転送電極スイッチ部２５Ａに含まれるスイッチを切り替え、タイミング信号Ｓ６に応じてライン転送電極スイッチ部２５Ｂに含まれるスイッチを切り替えている。
垂直転送電極スイッチ部２５Ａは、シリーズレギュレータ８０Ａから電力が供給されており、また、ライン転送電極スイッチ部２５Ｂは、シリーズレギュレータ８０Ｂから電力が供給されている。シリーズレギュレータ８０Ａは、ＣＣＤ２２の受光素子ＰＤに蓄積された電荷を読み出す際に必要な所定の高電圧（本実施の形態では、１５Ｖ）を印加しており、シリーズレギュレータ８０Ｂは、ＣＣＤ２２のラインメモリ領域の電荷を転送する際に必要な所定の転送電圧（本実施の形態では、５Ｖ）を印加している。
垂直・水平ドライバ２４とシリーズレギュレータ８０Ａ、８０Ｂの各々の接続線には、分岐点１４０Ａ、１４０Ｂが設けられ、当該、分岐点１４０Ａ、１４０Ｂからの分岐線が、スイッチ１４２及びスイッチ１４４を介して接続されている。
スイッチ１４２及びスイッチ１４４の間には、更に分岐点１４６が設けられており、分岐点１４６からの分岐線が容量Ｃ１のバイパスコンデンサ８６の一端が接続されており、バイパスコンデンサ８６の他端は接地されている。
スイッチ１４２は、タイミングジェネレータ４８からのタイミング信号Ｓ７によりオン、オフが制御され、スイッチ１４４は，タイミングジェネレータ４８からのタイミング信号Ｓ８によりオン、オフが制御されており、スイッチ１４２をオンとしてスイッチ１４４をオフとするとバイパスコンデンサ８６を垂直転送電極スイッチ部２５Ａ側と接続させることができ、また、スイッチ１４２をオフとしてスイッチ１４４をオンとするとバイパスコンデンサ８６をライン転送電極スイッチ部２５Ｂと接続させることができる。
図１４には、タイミングジェネレータ４８から出力されるタイミング信号Ｓ１、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８及びＣＣＤ２２の各垂直転送電極群及びライン転送電極ＭＥＬに対して印加される電圧を示すタイムチャートが示されている。
ＣＣＤ２２の受光素子ＰＤに蓄積された電荷を垂直転送電極ＶＥＬに読み出す際、タイミング信号Ｓ７をオンとしてスイッチ１４２をオンとし、タイミング信号Ｓ８をオフとしてスイッチ１４４をオフとしてバイパスコンデンサ８６を垂直転送電極スイッチ部２５Ａ側と接続された状態で、タイミング信号Ｓ１をオンとしてＣＣＤ２２の各垂直転送電極群に対して高電圧が印加されている。これいより、ＣＣＤ２２の受光素子ＰＤに蓄積された電荷を読み出している。
一方、垂直転送電極ＶＥＬに読み出した電荷を水平転送電極ＨＥＬに転送する際、タイミング信号Ｓ７をオフとしてスイッチ１４２をオフ、タイミング信号Ｓ８をオンとしてスイッチ１４４をオンとしてバイパスコンデンサ８６をライン転送電極スイッチ部２５Ｂ側と接続された状態で、タイミング信号Ｓ６をオンとしてＣＣＤ２２の各ライン転送電極ＭＥＬに対して電圧が印加されている。これいより、ＣＣＤ２２のラインメモリ領域に転送された電荷は水平転送電極ＨＥＬへ転送している。
これにより、バイパスコンデンサ８６をシリーズレギュレータ毎に個別に設ける必要がなくなり、製造コストを低下させることができると共に、回路全体を小型化することもできる。
以上詳細に説明したように、第５の実施の形態のデジタルカメラ１０によれば、被写体像に対応する光を受光し、受光した光量に応じた電荷を蓄積する受光素子と、前記受光素子に蓄積された電荷を読み出して転送する転送部（ここでは、垂直転送電極群）と、前記転送部により転送された電荷を一時的に蓄積する蓄積部（ここでは、ラインメモリ領域）と、を有する固体撮像素子（ここでは、ＣＣＤ２２）を備えており、第１の電圧供給手段（ここでは、シリーズレギュレータ８０Ａ）は、前記転送部に前記受光素子に蓄積された電荷を読み出すための所定の読出電圧を供給し、第２の電圧供給手段（ここでは、シリーズレギュレータ８０Ｂ）は、前記蓄積部に前記転送された電荷を蓄積するための所定の蓄積電圧を供給している。
そして、第５の実施の形態のデジタルカメラ１０によれば、コンデンサ（ここでは、バイパスコンデンサ８６）が、前記第１の電圧供給手段から供給される電圧を前記転送部に印加する配線に第１のスイッチを介して接続されると共に前記第２の電圧供給手段から供給される電圧を前記蓄積部に印加する配線に第２のスイッチを介して接続され、当該コンデンサにより、電圧を印加した際に生じる負荷変動による電圧の低下を蓄積された電気エネルギーにより抑制しており、制御手段は（タイミングジェネレータ４８）、前記受光素子に蓄積された電荷を読み出す場合に前記コンデンサを前記転送部側とのみ電気的に接続し、前記蓄積部に前記転送された電荷を蓄積する場合に前記コンデンサを前記蓄積部側とのみ電気的に接続するように、前記第１のスイッチ及び前記第２のスイッチを制御しているので、電圧を印加した際に発生する電圧の低下量を所定の容範囲内に抑えつつコンデンサの数を減らして、回路全体を小型化することができる。
なお、第５の実施の形態に係るデジタルカメラ１０では、ＣＣＤ２２の垂直転送電極群と、ライン転送電極ＭＥＬと、に各々電圧を印加する回路においてスイッチを設けてバイパスコンデンサ８６を共用する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、電圧を印加するタイミングが重ならなければ、２つ以上の複数の電圧を印加する回路でバイパスコンデンサ８６を共用する構成としてもよい。
また、第１の実施の形態乃至第５の実施の形態で説明したデジタルカメラ１０の構成（図１〜図４、図８、図１０〜図１３参照。）は、一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において適宜変更可能であることは言うまでもない。
第１の実施の形態に係るデジタルカメラの主要構成を示すブロック図である。 第１の実施の形態に係るＣＣＤの詳細な構成を示す平面図である。 第１の実施の形態に係るシリーズレギュレータ及び垂直・水平ドライバの回路図である。 第１の実施の形態に係る垂直・水平ドライバの詳細構成を示す図である。 第１の実施の形態に係る垂直転送電極群の電圧の変化を示すグラフである。 第１の実施の形態に係る垂直転送電極群に対して印加する電圧を示すタイムチャートである。 第１の実施の形態に係る垂直転送電極群に対して印加する電圧の別な例を示すタイムチャートである。 第２の実施の形態に係るシリーズレギュレータ及び垂直・水平ドライバの回路図である。 第２の実施の形態に係る垂直転送電極群の電圧の変化を示すグラフである。 第３の実施の形態に係るシリーズレギュレータ及び垂直・水平ドライバの回路図である。 第４の実施の形態に係るシリーズレギュレータ及び垂直・水平ドライバの回路図である。 第５の実施の形態に係るＣＣＤの詳細な構成を示す平面図である。 第５の実施の形態に係るシリーズレギュレータ及び垂直・水平ドライバの回路図である。 第５の実施の形態に係る各タイミング信号と垂直転送電極群及びライン転送電極に対して印加される電圧を示すタイムチャートである。
符号の説明
１０ デジタルカメラ
４８ タイミングジェネレータ
２２ ＣＣＤ
８０、８０Ａ、８０Ｂ シリーズレギュレータ
８６ バイパスコンデンサ８６

Claims (10)

  1. 被写体像に対応する光を受光し、受光した光量に応じた電荷を蓄積する受光素子と、所定の電圧が印加されたタイミングで前記受光素子に蓄積された電荷を読み出して転送する転送部と、を有する固体撮像素子と、
    前記所定の電圧を供給する電圧供給手段と、
    前記電圧供給手段から供給される電圧を前記転送部に印加する配線に接続され、電圧を印加した際に生じる負荷変動による電圧の低下を蓄積された電気エネルギーにより抑制するコンデンサと、
    前記電圧供給手段から供給される前記所定の電圧を前記転送部に印加する開始タイミングをずらすように制御する制御手段と、
    を備えた撮像装置。
  2. 被写体像に対応する光を受光し、受光した光量に応じた電荷を蓄積する受光素子と、所定の電圧が印加されたタイミングで前記受光素子に蓄積された電荷を読み出して転送する転送部と、を有する固体撮像素子と、
    前記受光素子に蓄積された電荷を前記転送部に読み出す第１の電圧と、電圧の変化を許容する所定の許容範囲内で前記第１の電圧よりも高い第２の電圧と、を供給する電圧供給手段と、
    前記電圧供給手段から供給される電圧を前記転送部に印加する配線に接続され、前記負荷変動による電圧の低下を蓄積された電気エネルギーにより抑制するコンデンサと、
    前記受光素子に蓄積された電荷を読み出すタイミングで前記第２の電圧を供給するように前記電圧供給手段を制御する制御手段と、
    を備えた撮像装置。
  3. 前記制御手段は、前記被写体像の静止画像を撮像する静止画像撮影モードと前記被写体像の動画像を撮像する動画像撮影モードで前記第２の電圧の電圧レベルを変更するように前記電圧供給手段を制御する
    請求項２記載の撮像装置。
  4. 被写体像に対応する光を受光し、受光した光量に応じた電荷を蓄積する受光素子と、所定の電圧が印加されたタイミングで前記受光素子に蓄積された電荷を読み出して転送する転送部と、を有する固体撮像素子と、
    前記所定の電圧を供給する電圧供給手段と、
    前記電圧供給手段から供給される電圧を前記転送部に印加する配線に接続され、前記所定の電圧を印加した際に生じる負荷変動による電圧の低下を蓄積された電気エネルギーにより抑制するコンデンサと、
    前記電圧供給手段による電力の供給量を変更する供給電力変更手段と、
    前記電圧供給手段から供給される前記所定の電圧を前記転送部に印加するタイミングで電力の供給量が増加するよう前記供給電力増加手段を制御する制御手段と、
    を備えた撮像装置。
  5. 被写体像に対応する光を受光し、受光した光量に応じた電荷を蓄積する受光素子と、前記受光素子に蓄積された電荷を読み出して転送する転送部と、前記転送部により転送された電荷を一時的に蓄積する蓄積部と、を有する固体撮像素子と、
    前記転送部に前記受光素子に蓄積された電荷を読み出すための所定の読出電圧を供給する第１の電圧供給手段と、
    前記蓄積部に前記転送された電荷を蓄積するための所定の蓄積電圧を供給する第２の電圧供給手段と、
    前記第１の電圧供給手段から供給される電圧を前記転送部に印加する配線に第１のスイッチを介して接続されると共に前記第２の電圧供給手段から供給される電圧を前記蓄積部に印加する配線に第２のスイッチを介して接続され、電圧を印加した際に生じる負荷変動による電圧の低下を蓄積された電気エネルギーにより抑制するコンデンサと、
    前記受光素子に蓄積された電荷を読み出す場合に前記コンデンサを前記転送部側とのみ電気的に接続し、前記蓄積部に前記転送された電荷を蓄積する場合に前記コンデンサを前記蓄積部側とのみ電気的に接続するように、前記第１のスイッチ及び前記第２のスイッチを制御する制御手段と、
    を備えた撮像装置。
  6. 被写体像に対応する光を受光し、受光した光量に応じた電荷を蓄積する受光素子と、所定の電圧が印加されたタイミングで前記受光素子に蓄積された電荷を読み出して転送する転送部と、を有する固体撮像素子の駆動方法であって、
    電圧供給手段から供給される前記所定の電圧を前記転送部に印加する配線に、電圧を印加した際に生じる負荷変動による電圧の低下を蓄積された電気エネルギーにより抑制するコンデンサを接続しておき、
    前記電圧供給手段から供給される前記所定の電圧を前記転送部に印加する開始タイミングをずらすように制御する
    固体撮像素子の駆動方法。
  7. 被写体像に対応する光を受光し、受光した光量に応じた電荷を蓄積する受光素子と、所定の電圧が印加されたタイミングで前記受光素子に蓄積された電荷を読み出して転送する転送部と、を有する固体撮像素子の駆動方法であって、
    電圧供給手段から供給される前記受光素子に蓄積された電荷を前記転送部に読み出す第１の電圧と、電圧の変化を許容する所定の許容範囲内で前記第１の電圧よりも高い第２の電圧と、を前記転送部に印加する配線に、前記負荷変動による電圧の低下を蓄積された電気エネルギーにより抑制するコンデンサを接続しておき、
    前記受光素子に蓄積された電荷を読み出すタイミングで前記第２の電圧を供給するように前記電圧供給手段を制御する、
    固体撮像素子の駆動方法。
  8. 前記被写体像の静止画像を撮像する静止画像撮影モードと前記被写体像の動画像を撮像する動画像撮影モードで前記第２の電圧の電圧レベルを変更するように前記電圧供給手段を制御する
    請求項７記載の固体撮像素子の駆動方法。
  9. 被写体像に対応する光を受光し、受光した光量に応じた電荷を蓄積する受光素子と、所定の電圧が印加されたタイミングで前記受光素子に蓄積された電荷を読み出して転送する転送部と、を有する固体撮像素子の駆動方法であって、
    電力の供給量を変更する供給電力変更手段を備えた供給電力増加手段から供給される前記所定の電圧を前記転送部に印加する配線に、前記所定の電圧を印加した際に生じる負荷変動による電圧の低下を蓄積された電気エネルギーにより抑制するコンデンサを接続しておき、
    前記電圧供給手段から供給される前記所定の電圧を前記転送部に印加するタイミングで電力の供給量が増加するよう前記供給電力増加手段を制御する、
    固体撮像素子の駆動方法。
  10. 被写体像に対応する光を受光し、受光した光量に応じた電荷を蓄積する受光素子と、前記受光素子に蓄積された電荷を読み出して転送する転送部と、前記転送部により転送された電荷を一時的に蓄積する蓄積部と、を有する固体撮像素子の駆動方法であって、
    電圧を印加した際に生じる負荷変動による電圧の低下を蓄積された電気エネルギーにより抑制するコンデンサを、前記第１の電圧供給手段から供給される前記受光素子に蓄積された電荷を読み出すための所定の読出電圧を前記転送部に印加する配線に第１のスイッチを介して接続すると共に、前記第２の電圧供給手段から供給される前記転送された電荷を蓄積するための所定の蓄積電圧を前記蓄積部に印加する配線に第２のスイッチを介して接続しておき、
    前記受光素子に蓄積された電荷を読み出す場合に前記コンデンサを前記転送部側とのみ電気的に接続し、前記蓄積部に前記転送された電荷を蓄積する場合に前記コンデンサを前記蓄積部側とのみ電気的に接続するように、前記第１のスイッチ及び前記第２のスイッチを制御する、
    固体撮像素子の駆動方法。
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