JP2002149247A - 昇圧システム及びこれを備えた撮像装置 - Google Patents
昇圧システム及びこれを備えた撮像装置Info
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- Dc-Dc Converters (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】単一の電源から供給される電圧に基づいて負荷
の駆動電圧生成のための昇圧を行う際に、印加される電
圧の全てを駆動電圧として利用する必要のない負荷に対
しては、その過剰な電力消費を好適に抑制することので
きる昇圧システムを提供する。 【解決手段】CCDイメージセンサ100の出力バッフ
ァ140には、システム電源500の電源電圧が高電圧
用チャージポンプ回路210によって昇圧された電圧が
駆動電圧として印加される。出力バッファ150は、こ
の昇圧システムにとって印加される電圧の全てを駆動電
圧として利用する必要のない負荷であり、通常は接地電
位とされるべきその低電位側給電端は、システム電源5
00の電圧供給端に接続される。
の駆動電圧生成のための昇圧を行う際に、印加される電
圧の全てを駆動電圧として利用する必要のない負荷に対
しては、その過剰な電力消費を好適に抑制することので
きる昇圧システムを提供する。 【解決手段】CCDイメージセンサ100の出力バッフ
ァ140には、システム電源500の電源電圧が高電圧
用チャージポンプ回路210によって昇圧された電圧が
駆動電圧として印加される。出力バッファ150は、こ
の昇圧システムにとって印加される電圧の全てを駆動電
圧として利用する必要のない負荷であり、通常は接地電
位とされるべきその低電位側給電端は、システム電源5
00の電圧供給端に接続される。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は単一電源から供給さ
れる電圧を昇圧して所望とする電圧を生成する昇圧シス
テムに関する。
れる電圧を昇圧して所望とする電圧を生成する昇圧シス
テムに関する。
【0002】
【従来の技術】複数の異なる駆動電圧を必要とする電子
機器においては、それら電圧を単一の電源から得るなど
の目的で、昇圧回路が用いられることがある。
機器においては、それら電圧を単一の電源から得るなど
の目的で、昇圧回路が用いられることがある。
【0003】例えばCCD(Charge Coupled Device)
シフトレジスタにおいては、CCDの信号電荷をフロー
ティングディフュージョンアンプ(FDA)法を用いて
出力する際などに、このFDAを駆動(リセット)する
ための電圧として昇圧回路によって昇圧された電圧が用
いられる。
シフトレジスタにおいては、CCDの信号電荷をフロー
ティングディフュージョンアンプ(FDA)法を用いて
出力する際などに、このFDAを駆動(リセット)する
ための電圧として昇圧回路によって昇圧された電圧が用
いられる。
【0004】すなわち、CCDにおいては、光電変換さ
れた信号電荷によってフローティングディフュージョン
(FD)領域に電位変化が生じ、この電位変化が出力バ
ッファによって出力信号電圧(撮像信号)として出力さ
れるが、次の信号電荷がFD領域に正常に供給されるた
めには、このFD領域の電位を予めリセットする必要が
生じる。そして、このリセット動作に用いる電圧として
は、通常、CCDの駆動回路に用いられる電源の電源電
圧よりも高い電圧が要求されるため、これを昇圧回路に
よって所要に昇圧した電圧がこのリセット電圧として用
いられる。
れた信号電荷によってフローティングディフュージョン
(FD)領域に電位変化が生じ、この電位変化が出力バ
ッファによって出力信号電圧(撮像信号)として出力さ
れるが、次の信号電荷がFD領域に正常に供給されるた
めには、このFD領域の電位を予めリセットする必要が
生じる。そして、このリセット動作に用いる電圧として
は、通常、CCDの駆動回路に用いられる電源の電源電
圧よりも高い電圧が要求されるため、これを昇圧回路に
よって所要に昇圧した電圧がこのリセット電圧として用
いられる。
【0005】このように昇圧回路を用いることで、単一
の電源によってCCDの駆動回路を構成することができ
るとともに、その駆動をも的確に行うことができるよう
になる。
の電源によってCCDの駆動回路を構成することができ
るとともに、その駆動をも的確に行うことができるよう
になる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記昇圧回
路を用いることによって、電子機器設計の自由度が高め
られ、それら機器の単一電源化が容易になるとはいえ、
その昇圧に伴う負荷での消費電力の増大も無視できない
ものとなっている。
路を用いることによって、電子機器設計の自由度が高め
られ、それら機器の単一電源化が容易になるとはいえ、
その昇圧に伴う負荷での消費電力の増大も無視できない
ものとなっている。
【0007】ちなみに、上述したCCDの出力バッファ
の場合、上記FDAのリセット動作に用いる電位近傍の
電位となるFD領域の電位変化を検出するために、その
駆動電圧自体、高い電位を有していることが必要である
とはいえ、同出力バッファの駆動にこの駆動電圧の全て
が必要とされている訳ではない。したがって、このよう
な負荷に対して上記昇圧された電圧をそのまま印加する
ことは、過剰な電力消費を生むことともなり、省電力の
観点から望ましくない。
の場合、上記FDAのリセット動作に用いる電位近傍の
電位となるFD領域の電位変化を検出するために、その
駆動電圧自体、高い電位を有していることが必要である
とはいえ、同出力バッファの駆動にこの駆動電圧の全て
が必要とされている訳ではない。したがって、このよう
な負荷に対して上記昇圧された電圧をそのまま印加する
ことは、過剰な電力消費を生むことともなり、省電力の
観点から望ましくない。
【0008】また、こうしたCCDの出力バッファに限
らず、印加される電圧の全てを駆動電圧として利用する
必要のない回路あるいは素子を負荷として、その駆動電
圧生成のための昇圧を行うシステムにあっては、こうし
た実情も概ね共通したものとなっている。
らず、印加される電圧の全てを駆動電圧として利用する
必要のない回路あるいは素子を負荷として、その駆動電
圧生成のための昇圧を行うシステムにあっては、こうし
た実情も概ね共通したものとなっている。
【0009】本発明は上記実情に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、単一の電源から供給される電圧に基
づいて負荷の駆動電圧生成のための昇圧を行う際に、印
加される電圧の全てを駆動電圧として利用する必要のな
い負荷に対しては、その過剰な電力消費を好適に抑制す
ることのできる昇圧システムを提供することにある。
あり、その目的は、単一の電源から供給される電圧に基
づいて負荷の駆動電圧生成のための昇圧を行う際に、印
加される電圧の全てを駆動電圧として利用する必要のな
い負荷に対しては、その過剰な電力消費を好適に抑制す
ることのできる昇圧システムを提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】この発明では、一対の給
電端子を有する負荷と、第1の電位を発生する電源と、
前記第1の電位を昇圧して、前記第1の電位よりも高い
第2の電位を発生する昇圧回路と、を備える昇圧システ
ムにおいて、前記負荷の高電位側給電端子が前記昇圧回
路の出力側に接続され、前記負荷の低電位側給電端子が
前記電源の出力側に接続される構成を採ることで、過剰
な電力消費を抑制するようにしている。
電端子を有する負荷と、第1の電位を発生する電源と、
前記第1の電位を昇圧して、前記第1の電位よりも高い
第2の電位を発生する昇圧回路と、を備える昇圧システ
ムにおいて、前記負荷の高電位側給電端子が前記昇圧回
路の出力側に接続され、前記負荷の低電位側給電端子が
前記電源の出力側に接続される構成を採ることで、過剰
な電力消費を抑制するようにしている。
【0011】また、この発明では、複数の受光画素が行
列配置され、受光した被写体映像に応じた電荷を発生す
る固体撮像素子と、前記固体撮像素子に発生する電荷を
所定の期間蓄積させた後に転送出力する駆動回路と、前
記固体撮像素子の出力を取り出す出力回路と、第1の電
位を発生する電源と、前記第1の電位を昇圧して、前記
第1の電位よりも高い第2の電位を発生する昇圧回路
と、を備え、前記駆動回路は、前記昇圧回路から前記第
2の電位を受けて動作し、前記出力回路は、高電位側給
電端子に前記昇圧回路から前記第2の電位を受けると共
に、低電位側給電端子に前記電源から前記第1の電位を
受けて動作することで、撮像装置の出力回路で電力が過
剰に消費されることを抑制するようにしている。
列配置され、受光した被写体映像に応じた電荷を発生す
る固体撮像素子と、前記固体撮像素子に発生する電荷を
所定の期間蓄積させた後に転送出力する駆動回路と、前
記固体撮像素子の出力を取り出す出力回路と、第1の電
位を発生する電源と、前記第1の電位を昇圧して、前記
第1の電位よりも高い第2の電位を発生する昇圧回路
と、を備え、前記駆動回路は、前記昇圧回路から前記第
2の電位を受けて動作し、前記出力回路は、高電位側給
電端子に前記昇圧回路から前記第2の電位を受けると共
に、低電位側給電端子に前記電源から前記第1の電位を
受けて動作することで、撮像装置の出力回路で電力が過
剰に消費されることを抑制するようにしている。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる昇圧システ
ムを図1に従って説明する。本発明の昇圧システムは、
負荷10、電源20及び昇圧回路30により構成され
る。負荷10は、一対の給電端子を有し、低電位側には
電1の電位Vdlが電源20から供給され、高電位側に
は、第1の電位Vdlよりも高い第2の電位Vdhが昇
圧回路30から供給される。この負荷10は、例えば、
ソースフォロワ接続されたMOSトランジスタを含み、
CCDシフトレジスタの出力を取り出すように構成され
る。電源20は、接地電位Vsに対して、所定のレベル
を維持する第1の電位Vdlを発生する。昇圧回路30
は、例えば、クロック動作するチャージポンプを含み、
電源20から入力される第1の電位Vdlを昇圧するこ
とで、第1の電位Vdよりも高い第2の電位Vdhを発
生する。
ムを図1に従って説明する。本発明の昇圧システムは、
負荷10、電源20及び昇圧回路30により構成され
る。負荷10は、一対の給電端子を有し、低電位側には
電1の電位Vdlが電源20から供給され、高電位側に
は、第1の電位Vdlよりも高い第2の電位Vdhが昇
圧回路30から供給される。この負荷10は、例えば、
ソースフォロワ接続されたMOSトランジスタを含み、
CCDシフトレジスタの出力を取り出すように構成され
る。電源20は、接地電位Vsに対して、所定のレベル
を維持する第1の電位Vdlを発生する。昇圧回路30
は、例えば、クロック動作するチャージポンプを含み、
電源20から入力される第1の電位Vdlを昇圧するこ
とで、第1の電位Vdよりも高い第2の電位Vdhを発
生する。
【0013】この昇圧システムにおいて、例えば、第1
の電位Vdlを3.3V、第2の電位Vdhを8Vに設
定した場合、負荷10の低電位側には、3.3Vのオフ
セットが与えられることになる。しかしながら、高電位
側には、8Vが与えられるため、負荷10には、4,7
Vの電位差が印加されることになる。従って、負荷10
において、高電位側の耐圧され保てるようにすれば、負
荷10は、第1の電位Vdl(3.3V)と第2の電位
Vdh(8V)との間で問題なく動作させることが可能
になる。
の電位Vdlを3.3V、第2の電位Vdhを8Vに設
定した場合、負荷10の低電位側には、3.3Vのオフ
セットが与えられることになる。しかしながら、高電位
側には、8Vが与えられるため、負荷10には、4,7
Vの電位差が印加されることになる。従って、負荷10
において、高電位側の耐圧され保てるようにすれば、負
荷10は、第1の電位Vdl(3.3V)と第2の電位
Vdh(8V)との間で問題なく動作させることが可能
になる。
【0014】以下、本発明の昇圧システムを用いた撮像
装置の一実施形態を図2を参照しつつ説明する。図2
は、本実施形態にかかる撮像装置の構成を示すブロック
図である。
装置の一実施形態を図2を参照しつつ説明する。図2
は、本実施形態にかかる撮像装置の構成を示すブロック
図である。
【0015】図2に示すCCDイメージセンサ100
は、光電変換を行う撮像部110と、同光電変換された
電荷を一時的に蓄えておく蓄積部120と、同蓄積部1
20に蓄えられた電荷を出力するための水平転送部13
0と、同電荷を電位変化として検出するフローティング
ディフュージョン(FD)領域140と、FD領域14
0の電位変化を出力信号電圧(撮像信号)として図示し
ない信号処理系に出力する出力バッファ150とを備え
て構成される。なお、出力バッファ150のうち、後述
するエミッタフォロワEは、実際にはCCDイメージセ
ンサ100に対して外付けされている。
は、光電変換を行う撮像部110と、同光電変換された
電荷を一時的に蓄えておく蓄積部120と、同蓄積部1
20に蓄えられた電荷を出力するための水平転送部13
0と、同電荷を電位変化として検出するフローティング
ディフュージョン(FD)領域140と、FD領域14
0の電位変化を出力信号電圧(撮像信号)として図示し
ない信号処理系に出力する出力バッファ150とを備え
て構成される。なお、出力バッファ150のうち、後述
するエミッタフォロワEは、実際にはCCDイメージセ
ンサ100に対して外付けされている。
【0016】周知のように、このCCDイメージセンサ
100は、(1)撮像部110にて光電変換された電荷
を所定のタイミングで一括して蓄積部120に転送する
動作(垂直転送)、(2)蓄積部120に転送、蓄積さ
れた電荷を一行づつ水平転送部130へ転送する動作
(水平転送)、(3)水平転送部130に転送された電
荷をFD領域140で電位変化として検出し、出力バッ
ファ150を介して出力する動作、といった大きくは3
種の動作を行う。
100は、(1)撮像部110にて光電変換された電荷
を所定のタイミングで一括して蓄積部120に転送する
動作(垂直転送)、(2)蓄積部120に転送、蓄積さ
れた電荷を一行づつ水平転送部130へ転送する動作
(水平転送)、(3)水平転送部130に転送された電
荷をFD領域140で電位変化として検出し、出力バッ
ファ150を介して出力する動作、といった大きくは3
種の動作を行う。
【0017】一方、CCDイメージセンサ100の上記
動作を実現するために設けられる駆動回路は、単一のシ
ステム電源500から供給される電圧に基づいて上記C
CDイメージセンサ110を駆動する回路であり、この
例では、駆動回路IC200と、水平ドライバ300
と、タイミング発生部400とを備えて構成される。
動作を実現するために設けられる駆動回路は、単一のシ
ステム電源500から供給される電圧に基づいて上記C
CDイメージセンサ110を駆動する回路であり、この
例では、駆動回路IC200と、水平ドライバ300
と、タイミング発生部400とを備えて構成される。
【0018】このうち、駆動回路IC200は、高電圧
用チャージポンプ210と、低電圧用チャージポンプ2
20と、制御部230と、垂直ドライバ240とを備え
た、1チップのIC(集積回路)として構成されてい
る。
用チャージポンプ210と、低電圧用チャージポンプ2
20と、制御部230と、垂直ドライバ240とを備え
た、1チップのIC(集積回路)として構成されてい
る。
【0019】また、上記垂直ドライバ240は、上記撮
像部110及び蓄積部120に設けられた各ゲート(図
示略)に対して上記垂直転送のためのパルスを印加する
ことで、垂直転送動作を行わせる回路である。この垂直
ドライバ240から出力される前記パルスのタイミング
は、タイミング発生部400から出力されるタイミング
信号に応じて決定される。また、同垂直ドライバ240
から出力される駆動パルスの波高値、すなわちパルス電
圧は、前記低電圧用チャージポンプ220の出力電圧
(例えば「−6V」)、及びシステム電源500の電源
電圧(例えば「+3.3V」)を通じて確保される。
像部110及び蓄積部120に設けられた各ゲート(図
示略)に対して上記垂直転送のためのパルスを印加する
ことで、垂直転送動作を行わせる回路である。この垂直
ドライバ240から出力される前記パルスのタイミング
は、タイミング発生部400から出力されるタイミング
信号に応じて決定される。また、同垂直ドライバ240
から出力される駆動パルスの波高値、すなわちパルス電
圧は、前記低電圧用チャージポンプ220の出力電圧
(例えば「−6V」)、及びシステム電源500の電源
電圧(例えば「+3.3V」)を通じて確保される。
【0020】この低電圧用チャージポンプ220は、上
記制御部230から印加される昇圧クロックに基づいて
負電圧側への昇圧動作を行うものである。ちなみに、こ
の低電圧用チャージポンプ220は、MOSトランジス
タとコンデンサとでそれぞれ構成される例えば3段の昇
圧段を備え、各昇圧段において、理論的には昇圧クロッ
クの波高値(例えば「3.3V」)分だけ接地電圧から
の引き下げを行う。そして、この低電圧用チャージポン
プ220の出力電圧は、例えば「−6V」に保持される
ように、制御部230によって制御される。
記制御部230から印加される昇圧クロックに基づいて
負電圧側への昇圧動作を行うものである。ちなみに、こ
の低電圧用チャージポンプ220は、MOSトランジス
タとコンデンサとでそれぞれ構成される例えば3段の昇
圧段を備え、各昇圧段において、理論的には昇圧クロッ
クの波高値(例えば「3.3V」)分だけ接地電圧から
の引き下げを行う。そして、この低電圧用チャージポン
プ220の出力電圧は、例えば「−6V」に保持される
ように、制御部230によって制御される。
【0021】また、高電圧用チャージポンプ210は、
MOSトランジスタとコンデンサとから構成される例え
ば1段の昇圧段を備え、低電圧用チャージポンプ220
の出力電圧とシステム電源500の電源電圧とを用い
て、その出力電圧が例えば「+8V」に保持されるよう
制御部230によって制御される。この出力電圧は、C
CDイメージセンサ100に対するバイアス電圧や、F
D領域140のリセット電圧、出力バッファ150の駆
動電圧として利用される。
MOSトランジスタとコンデンサとから構成される例え
ば1段の昇圧段を備え、低電圧用チャージポンプ220
の出力電圧とシステム電源500の電源電圧とを用い
て、その出力電圧が例えば「+8V」に保持されるよう
制御部230によって制御される。この出力電圧は、C
CDイメージセンサ100に対するバイアス電圧や、F
D領域140のリセット電圧、出力バッファ150の駆
動電圧として利用される。
【0022】なお、これら低電圧用チャージポンプ22
0や高電圧用チャージポンプ210による昇圧動作は、
CCDイメージセンサ100から出力される撮像信号へ
のノイズの混入を回避すべく、同撮像信号の出力が停止
されている期間に限って行われる。また、実際には、低
電圧用チャージポンプ220や高電圧用チャージポンプ
210を構成する各コンデンサは、駆動回路IC200
に対して外付けされている。
0や高電圧用チャージポンプ210による昇圧動作は、
CCDイメージセンサ100から出力される撮像信号へ
のノイズの混入を回避すべく、同撮像信号の出力が停止
されている期間に限って行われる。また、実際には、低
電圧用チャージポンプ220や高電圧用チャージポンプ
210を構成する各コンデンサは、駆動回路IC200
に対して外付けされている。
【0023】一方、水平ドライバ300は、上記水平転
送のためのパルスを印加する回路である。この水平ドラ
イバ300から出力される駆動パルスの出力タイミング
も、タイミング発生部400から出力されるタイミング
信号に応じて決定される。また、この水平ドライバ30
0から出力される駆動パルスの波高値、すなわちパルス
電圧は、システム電源500の電源電圧のみによって確
保される。
送のためのパルスを印加する回路である。この水平ドラ
イバ300から出力される駆動パルスの出力タイミング
も、タイミング発生部400から出力されるタイミング
信号に応じて決定される。また、この水平ドライバ30
0から出力される駆動パルスの波高値、すなわちパルス
電圧は、システム電源500の電源電圧のみによって確
保される。
【0024】このような駆動回路によって上記CCDイ
メージセンサ100の駆動を行うことで、まず撮像部1
10にて光電変換された電荷が垂直ドライバ240によ
って蓄積部120へ垂直転送され、次に蓄積部120に
転送、蓄積された電荷が水平ドライバ300によって水
平転送部130へ水平転送される。この水平転送された
電荷によって、FD領域140にその電荷信号に応じた
電位変化が生じる。そして、この電位変化が出力バッフ
ァ150によって出力信号電圧(撮像信号)として取り
出され、図示しない信号処理系へと出力される。
メージセンサ100の駆動を行うことで、まず撮像部1
10にて光電変換された電荷が垂直ドライバ240によ
って蓄積部120へ垂直転送され、次に蓄積部120に
転送、蓄積された電荷が水平ドライバ300によって水
平転送部130へ水平転送される。この水平転送された
電荷によって、FD領域140にその電荷信号に応じた
電位変化が生じる。そして、この電位変化が出力バッフ
ァ150によって出力信号電圧(撮像信号)として取り
出され、図示しない信号処理系へと出力される。
【0025】この出力バッファ150による1つの撮像
信号の出力が行われると、タイミングパルスがゲート1
41に印加されることで、固定電位端子142とFD領
域140とが導通状態となり、FD領域140の電位が
リセットされる。このリセット動作によって、FD領域
140が水平転送部130から次の電荷信号を受け入れ
る準備が完了する。
信号の出力が行われると、タイミングパルスがゲート1
41に印加されることで、固定電位端子142とFD領
域140とが導通状態となり、FD領域140の電位が
リセットされる。このリセット動作によって、FD領域
140が水平転送部130から次の電荷信号を受け入れ
る準備が完了する。
【0026】なお、このリセット動作には高電圧が必要
なため、上述したように高電圧用チャージポンプ210
の出力電圧が用いられる。また、リセットに用いるタイ
ミングパルスは、そのパルスタイミングがタイミング発
生部400から出力されるタイミング信号に応じて決定
され、その波高値はシステム電源500の電源電圧を通
じて確保される。ただし、本実施形態において、このタ
イミングパルスには、上記高電圧用チャージポンプ21
0の出力電圧を分圧するなどして生成した例えば「2
V」ほどの直流成分がオフセット電圧として加算されて
いる。
なため、上述したように高電圧用チャージポンプ210
の出力電圧が用いられる。また、リセットに用いるタイ
ミングパルスは、そのパルスタイミングがタイミング発
生部400から出力されるタイミング信号に応じて決定
され、その波高値はシステム電源500の電源電圧を通
じて確保される。ただし、本実施形態において、このタ
イミングパルスには、上記高電圧用チャージポンプ21
0の出力電圧を分圧するなどして生成した例えば「2
V」ほどの直流成分がオフセット電圧として加算されて
いる。
【0027】一方、出力バッファ150は、FD領域1
40の信号をインピーダンス変換するための回路であ
り、ソースフォロワS1を構成するnチャネルエンハン
スメント型MOSトランジスタT1及びT2と、ソース
フォロワS2を構成するnチャネルエンハンスメント型
MOSトランジスタT3及びT4と、エミッタフォロワ
Eを構成するバイポーラトランジスタT5及び抵抗Rと
を備えて構成される。
40の信号をインピーダンス変換するための回路であ
り、ソースフォロワS1を構成するnチャネルエンハン
スメント型MOSトランジスタT1及びT2と、ソース
フォロワS2を構成するnチャネルエンハンスメント型
MOSトランジスタT3及びT4と、エミッタフォロワ
Eを構成するバイポーラトランジスタT5及び抵抗Rと
を備えて構成される。
【0028】そして、FD領域140の出力がソースフ
ォロワS1を構成するトランジスタT1のゲート端子
へ、ソースフォロワS1の出力がソースフォロワS2を
構成するトランジスタT3のゲート端子へ、ソースフォ
ロワS2の出力がエミッタフォロワEを構成するトラン
ジスタT5のベース端子へそれぞれ入力される。そし
て、エミッタフォロワEの出力電圧信号がCCDイメー
ジセンサ100による撮像信号として信号処理系へと出
力される。
ォロワS1を構成するトランジスタT1のゲート端子
へ、ソースフォロワS1の出力がソースフォロワS2を
構成するトランジスタT3のゲート端子へ、ソースフォ
ロワS2の出力がエミッタフォロワEを構成するトラン
ジスタT5のベース端子へそれぞれ入力される。そし
て、エミッタフォロワEの出力電圧信号がCCDイメー
ジセンサ100による撮像信号として信号処理系へと出
力される。
【0029】こうした各ソースフォロワS1、S2とエ
ミッタフォロワEとを有して構成される本実施形態にお
ける出力バッファ150は、その高電位側給電端が昇圧
回路の1つである上記高電圧用チャージポンプ210の
出力端に接続されている。また、同出力バッファ150
の通常は接地電位とされるべき低電位側給電端がシステ
ム電源500の電圧供給端に接続されている。したがっ
て、これら各ソースフォロワS1、S2とエミッタフォ
ロワEとには、上記高電圧用チャージポンプ210の出
力電圧とシステム電源500から供給される電源電圧と
がその駆動電圧として印加されるようになる。
ミッタフォロワEとを有して構成される本実施形態にお
ける出力バッファ150は、その高電位側給電端が昇圧
回路の1つである上記高電圧用チャージポンプ210の
出力端に接続されている。また、同出力バッファ150
の通常は接地電位とされるべき低電位側給電端がシステ
ム電源500の電圧供給端に接続されている。したがっ
て、これら各ソースフォロワS1、S2とエミッタフォ
ロワEとには、上記高電圧用チャージポンプ210の出
力電圧とシステム電源500から供給される電源電圧と
がその駆動電圧として印加されるようになる。
【0030】更に、上記各ソースフォロワS1及びS2
において定電流源となるトランジスタT2及びトランジ
スタT4のゲート端子同士は直接接続されており、その
電位は、抵抗分割によって、高電圧用チャージポンプ2
10の出力電圧とシステム電源500の電源電圧との間
の例えば「5V」程度の電位に固定されている。ちなみ
に、通常どおりに出力バッファ150の低電位側給電端
を接地電位とした場合には、上記定電流源となるトラン
ジスタT2及びT4のゲート電位は、例えば「2V」程
に設定される。
において定電流源となるトランジスタT2及びトランジ
スタT4のゲート端子同士は直接接続されており、その
電位は、抵抗分割によって、高電圧用チャージポンプ2
10の出力電圧とシステム電源500の電源電圧との間
の例えば「5V」程度の電位に固定されている。ちなみ
に、通常どおりに出力バッファ150の低電位側給電端
を接地電位とした場合には、上記定電流源となるトラン
ジスタT2及びT4のゲート電位は、例えば「2V」程
に設定される。
【0031】このように、トランジスタT1、T3のド
レイン端子及びトランジスタT5のコレクタ端子の電位
を、FD領域140のリセット電位近傍に設定し且つ、
上記定電流源となるトランジスタT2及びT4のゲート
電位を上記態様にて設定することで、その各低電位側給
電端をシステム電源500の電圧供給端に接続した同構
成にあっても、それらソースフォロワS1、S2やエミ
ッタフォロワEの的確な動作が可能となる。
レイン端子及びトランジスタT5のコレクタ端子の電位
を、FD領域140のリセット電位近傍に設定し且つ、
上記定電流源となるトランジスタT2及びT4のゲート
電位を上記態様にて設定することで、その各低電位側給
電端をシステム電源500の電圧供給端に接続した同構
成にあっても、それらソースフォロワS1、S2やエミ
ッタフォロワEの的確な動作が可能となる。
【0032】しかもこの場合、出力バッファ150は、
高電圧用チャージポンプ210の出力電圧とシステム電
源500の電源電圧との間で動作することとなるため、
同出力バッファ150による消費電力を低減させること
ができるようなる。
高電圧用チャージポンプ210の出力電圧とシステム電
源500の電源電圧との間で動作することとなるため、
同出力バッファ150による消費電力を低減させること
ができるようなる。
【0033】また、こうした単一のシステム電源500
の電源電圧を昇圧回路で昇圧するシステムにおいて、そ
の消費電流の低減が可能となることから、昇圧回路内に
用いられるコンデンサについても、余裕を見込んでこれ
を大容量に設定する必要がなくなる。特に、本実施形態
のように、高電圧用チャージポンプ210及び低電圧用
チャージポンプ220による昇圧動作を上記CCDイメ
ージセンサ100から撮像信号の出力が停止されている
期間に限って行う場合には、高電圧用チャージポンプ2
10及び低電圧用チャージポンプ220のコンデンサ
も、限られた昇圧期間によって蓄電された電荷によって
安定して駆動し得るような容量に設定する必要がある。
この点、本実施形態によれば、出力バッファ150の消
費電力が低減されるため、高電圧用チャージポンプ21
0及び低電圧用チャージポンプ220のコンデンサ容量
を低減させることができ、ひいては、昇圧システムとし
てのいっそうの小型化を図ることができるようにもな
る。
の電源電圧を昇圧回路で昇圧するシステムにおいて、そ
の消費電流の低減が可能となることから、昇圧回路内に
用いられるコンデンサについても、余裕を見込んでこれ
を大容量に設定する必要がなくなる。特に、本実施形態
のように、高電圧用チャージポンプ210及び低電圧用
チャージポンプ220による昇圧動作を上記CCDイメ
ージセンサ100から撮像信号の出力が停止されている
期間に限って行う場合には、高電圧用チャージポンプ2
10及び低電圧用チャージポンプ220のコンデンサ
も、限られた昇圧期間によって蓄電された電荷によって
安定して駆動し得るような容量に設定する必要がある。
この点、本実施形態によれば、出力バッファ150の消
費電力が低減されるため、高電圧用チャージポンプ21
0及び低電圧用チャージポンプ220のコンデンサ容量
を低減させることができ、ひいては、昇圧システムとし
てのいっそうの小型化を図ることができるようにもな
る。
【0034】以上説明したように、本実施形態によれば
以下の効果が得られるようになる。 (1)出力バッファ150の高電位側給電端が高電圧用
チャージポンプ210の出力端側に、且つ出力バッファ
150の低電位側給電端がシステム電源500の電圧供
給端にそれぞれ接続されるため、出力バッファ150に
よる消費電力を低減させることができるようになる。ま
た、消費電力を低減することができることから、高電圧
用チャージポンプ210及び低電圧用チャージポンプ2
20を構成するコンデンサ容量を低減することができ、
ひいては昇圧システムとしての小型化を促進することが
できる。
以下の効果が得られるようになる。 (1)出力バッファ150の高電位側給電端が高電圧用
チャージポンプ210の出力端側に、且つ出力バッファ
150の低電位側給電端がシステム電源500の電圧供
給端にそれぞれ接続されるため、出力バッファ150に
よる消費電力を低減させることができるようになる。ま
た、消費電力を低減することができることから、高電圧
用チャージポンプ210及び低電圧用チャージポンプ2
20を構成するコンデンサ容量を低減することができ、
ひいては昇圧システムとしての小型化を促進することが
できる。
【0035】(2)高電圧用チャージポンプ210及び
低電圧用チャージポンプ220による昇圧動作を上記C
CDイメージセンサ100から撮像信号の出力が停止さ
れている期間に限って行うことで、高電圧用チャージポ
ンプ210及び低電圧用チャージポンプ220を垂直ド
ライバ240と一体化して小型化を促進した場合に特に
懸念される撮像信号へのノイズの重畳を回避することが
できる。
低電圧用チャージポンプ220による昇圧動作を上記C
CDイメージセンサ100から撮像信号の出力が停止さ
れている期間に限って行うことで、高電圧用チャージポ
ンプ210及び低電圧用チャージポンプ220を垂直ド
ライバ240と一体化して小型化を促進した場合に特に
懸念される撮像信号へのノイズの重畳を回避することが
できる。
【0036】なお、上記実施形態は、以下のように変更
して実施してもよい。 ・上記実施形態においては、CCDイメージセンサ10
0から出力される撮像信号へのノイズの混入を回避すべ
く、同撮像信号の出力が停止されている期間に限って昇
圧動作を行うようにしたが、ノイズの混入を回避するこ
とのできる環境におかれる場合には、昇圧動作を常時行
うなどしてもよい。
して実施してもよい。 ・上記実施形態においては、CCDイメージセンサ10
0から出力される撮像信号へのノイズの混入を回避すべ
く、同撮像信号の出力が停止されている期間に限って昇
圧動作を行うようにしたが、ノイズの混入を回避するこ
とのできる環境におかれる場合には、昇圧動作を常時行
うなどしてもよい。
【0037】・上記実施形態においては、低電圧用チャ
ージポンプ220とシステム電源500とに基づいて高
電圧用チャージポンプ210による昇圧を行ったが、こ
れに限られない。また、低電圧用チャージポンプ220
や高電圧用チャージポンプ210の構成も適宜変更して
よい。
ージポンプ220とシステム電源500とに基づいて高
電圧用チャージポンプ210による昇圧を行ったが、こ
れに限られない。また、低電圧用チャージポンプ220
や高電圧用チャージポンプ210の構成も適宜変更して
よい。
【0038】・上記実施形態においては、昇圧回路とし
てチャージポンプ回路を用いたが、これに限られず、任
意の昇圧回路でよい。 ・上記実施形態においては、出力バッファ150の高電
位側給電端を高電圧用チャージポンプ210の出力端
に、また出力バッファ150の低電位側給電端をシステ
ム電源500の電圧供給端にそれぞれ直接に接続する構
成としたが、これにも限らない。要は、高電圧用チャー
ジポンプ210の出力端側とシステム電源500の電圧
供給端側との間に出力バッファ150が接続される構成
であればよい。
てチャージポンプ回路を用いたが、これに限られず、任
意の昇圧回路でよい。 ・上記実施形態においては、出力バッファ150の高電
位側給電端を高電圧用チャージポンプ210の出力端
に、また出力バッファ150の低電位側給電端をシステ
ム電源500の電圧供給端にそれぞれ直接に接続する構
成としたが、これにも限らない。要は、高電圧用チャー
ジポンプ210の出力端側とシステム電源500の電圧
供給端側との間に出力バッファ150が接続される構成
であればよい。
【0039】・上記実施形態においては、定電流源とな
るトランジスタT2及びT4のゲート電位を調整するこ
とで出力バッファ150の低電位側給電端をシステム電
源500の電圧供給端側に接続することを可能とした
が、同出力バッファ150の各ソースフォロワS1、S
2や、エミッタフォロワEを構成する各トランジスタ特
性を、それら低電位給電端の給電態様の変更に伴って適
宜変更するようにしてもよい。
るトランジスタT2及びT4のゲート電位を調整するこ
とで出力バッファ150の低電位側給電端をシステム電
源500の電圧供給端側に接続することを可能とした
が、同出力バッファ150の各ソースフォロワS1、S
2や、エミッタフォロワEを構成する各トランジスタ特
性を、それら低電位給電端の給電態様の変更に伴って適
宜変更するようにしてもよい。
【0040】・上記実施形態においては、出力バッファ
150を2つのソースフォロワS1及びS2とエミッタ
フォロワEとによって構成したが、これに限定されるも
のではない。要は、CCDの出力バッファとして、上記
FD領域140の信号を撮像信号として図示しない信号
処理系へ安定して出力することのできる構成であればよ
い。
150を2つのソースフォロワS1及びS2とエミッタ
フォロワEとによって構成したが、これに限定されるも
のではない。要は、CCDの出力バッファとして、上記
FD領域140の信号を撮像信号として図示しない信号
処理系へ安定して出力することのできる構成であればよ
い。
【0041】・、また、上述したCCDの出力バッファ
に限らず、印加される電圧の全てを駆動電圧として利用
する必要のない負荷については、その素子特性や回路特
性の変更も含めて、動作電圧の低電位側を所要にオフセ
ット可能に作り込むようにしてもよい。これにより昇圧
システムとして上記態様での接続も容易となる。
に限らず、印加される電圧の全てを駆動電圧として利用
する必要のない負荷については、その素子特性や回路特
性の変更も含めて、動作電圧の低電位側を所要にオフセ
ット可能に作り込むようにしてもよい。これにより昇圧
システムとして上記態様での接続も容易となる。
【0042】
【発明の効果】請求項1記載の昇圧システムによれば、
負荷の高電位側給電端が昇圧回路の出力端側に接続さ
れ、同負荷の低電位側給電端が電源の電圧供給端側に接
続される。したがって、印加される電圧の全てを駆動電
圧として利用する必要のない負荷の駆動に際して、その
消費電力を好適に低減することができるようになる。
負荷の高電位側給電端が昇圧回路の出力端側に接続さ
れ、同負荷の低電位側給電端が電源の電圧供給端側に接
続される。したがって、印加される電圧の全てを駆動電
圧として利用する必要のない負荷の駆動に際して、その
消費電力を好適に低減することができるようになる。
【0043】請求項2記載の昇圧システムによれば、印
加される電圧の全てを駆動電圧として利用する必要のな
い負荷について、その動作電圧の低電位側が所要にオフ
セット可能に作り込まれることで、請求項1記載のシス
テム構成が容易となる。
加される電圧の全てを駆動電圧として利用する必要のな
い負荷について、その動作電圧の低電位側が所要にオフ
セット可能に作り込まれることで、請求項1記載のシス
テム構成が容易となる。
【0044】請求項3記載の昇圧システムによれば、チ
ャージポンプによって昇圧回路を構成することで、昇圧
回路をよりコンパクトに形成することができるようにな
る。請求項4記載の撮像装置によれば、固体撮像素子の
出力を取り出す出力回路の高電位給電端子が昇圧回路か
ら第2の電位を受けるとともに、その低電位給電端子が
電源から第1の電位を受けて動作するために、出力回路
による消費電力を低減させることができるようになる。
ャージポンプによって昇圧回路を構成することで、昇圧
回路をよりコンパクトに形成することができるようにな
る。請求項4記載の撮像装置によれば、固体撮像素子の
出力を取り出す出力回路の高電位給電端子が昇圧回路か
ら第2の電位を受けるとともに、その低電位給電端子が
電源から第1の電位を受けて動作するために、出力回路
による消費電力を低減させることができるようになる。
【0045】請求項5記載の撮像装置によれば、固体撮
像素子の撮像信号出力が停止されている期間に限って昇
圧動作が行われるために、同昇圧動作に起因した撮像信
号へのノイズの混入を回避することができる。
像素子の撮像信号出力が停止されている期間に限って昇
圧動作が行われるために、同昇圧動作に起因した撮像信
号へのノイズの混入を回避することができる。
【0046】なお、上記構成のように昇圧期間を限定し
た場合には、昇圧回路を大型化する必要が生じることも
あるが、本発明のように出力回路による消費電力を低減
することで、昇圧期間の限定に起因した昇圧回路の大型
化を好適に抑制することができる。
た場合には、昇圧回路を大型化する必要が生じることも
あるが、本発明のように出力回路による消費電力を低減
することで、昇圧期間の限定に起因した昇圧回路の大型
化を好適に抑制することができる。
【0047】請求項6記載の撮像装置によれば、チャー
ジポンプによって昇圧回路を構成することで、昇圧回路
をよりコンパクトに形成することができるようになる。
ジポンプによって昇圧回路を構成することで、昇圧回路
をよりコンパクトに形成することができるようになる。
【図1】本発明の昇圧システムの全体構成を示すブロッ
ク図。
ク図。
【図2】本発明にかかる昇圧システムを適用した撮像装
置の全体構成を示すブロック図。
置の全体構成を示すブロック図。
100…CCDイメージセンサ、110…撮像部、12
0…蓄積部、130…水平転送部、140…FD領域、
141…ゲート、142…固定電位端子、150…出力
バッファ、210…高電圧用チャージポンプ、220…
低電圧用チャージポンプ、230…制御部、240…垂
直ドライバ、300…水平ドライバ、400…タイミン
グ発生部、500…システム電源。
0…蓄積部、130…水平転送部、140…FD領域、
141…ゲート、142…固定電位端子、150…出力
バッファ、210…高電圧用チャージポンプ、220…
低電圧用チャージポンプ、230…制御部、240…垂
直ドライバ、300…水平ドライバ、400…タイミン
グ発生部、500…システム電源。
Claims (6)
- 【請求項1】一対の給電端子を有する負荷と、第1の電
位を発生する電源と、前記第1の電位を昇圧して、前記
第1の電位よりも高い第2の電位を発生する昇圧回路
と、を備える昇圧システムにおいて、 前記負荷の高電位側給電端子が前記昇圧回路の出力側に
接続され、前記負荷の低電位側給電端子が前記電源の出
力側に接続されてなることを特徴とする昇圧システム。 - 【請求項2】前記負荷は、その低電位側給電端子にオフ
セットが与えられて動作する請求項1記載の昇圧システ
ム。 - 【請求項3】前記昇圧回路は、クロック動作するチャー
ジポンプを含む請求項1又は2記載の昇圧システム。 - 【請求項4】複数の受光画素が行列配置され、受光した
被写体映像に応じた電荷を発生する固体撮像素子と、前
記固体撮像素子に発生する電荷を所定の期間蓄積させた
後に転送出力する駆動回路と、前記固体撮像素子の出力
を取り出す出力回路と、第1の電位を発生する電源と、
前記第1の電位を昇圧して、前記第1の電位よりも高い
第2の電位を発生する昇圧回路と、を備え、前記駆動回
路は、前記昇圧回路から前記第2の電位を受けて動作
し、前記出力回路は、高電位側給電端子に前記昇圧回路
から前記第2の電位を受けると共に、低電位側給電端子
に前記電源から前記第1の電位を受けて動作することを
特徴とする撮像装置。 - 【請求項5】前記昇圧回路は、前記固体撮像素子の水平
走査あるいは垂直走査のブランキング期間に昇圧動作を
行う請求項4に記載の撮像装置。 - 【請求項6】前記昇圧回路は、クロック動作するチャー
ジポンプを含む請求項4又は5に記載の撮像装置。
Priority Applications (4)
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---|---|---|---|
JP2000338709A JP2002149247A (ja) | 2000-11-07 | 2000-11-07 | 昇圧システム及びこれを備えた撮像装置 |
TW090123292A TW535426B (en) | 2000-11-07 | 2001-09-21 | Booster system and camera device with the same |
US10/010,396 US20020053942A1 (en) | 2000-11-07 | 2001-11-05 | Voltage boost system and image sensing apparatus including voltage boost system |
KR1020010068775A KR20020035761A (ko) | 2000-11-07 | 2001-11-06 | 승압 시스템 및 이것을 구비한 촬상 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000338709A JP2002149247A (ja) | 2000-11-07 | 2000-11-07 | 昇圧システム及びこれを備えた撮像装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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ID=18813881
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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---|---|
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KR (1) | KR20020035761A (ja) |
TW (1) | TW535426B (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US7019783B2 (en) * | 2003-10-02 | 2006-03-28 | Digirad Corporation | Charge pump power supply with noise control |
US20070207483A1 (en) * | 2006-03-02 | 2007-09-06 | Bio-Rad Laboratories, Inc. | BUFFERS FOR DETECTION OF mRNA SEPARATED IN A MICROFLUIDIC DEVICE |
US7849336B1 (en) * | 2007-04-17 | 2010-12-07 | Nvidia Corporation | Boost voltage generation |
TWI753278B (zh) * | 2018-07-30 | 2022-01-21 | 新加坡商普里露尼庫斯新加坡私人有限公司 | 固態攝像裝置、固態攝像裝置之驅動方法、及電子機器 |
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---|---|---|---|---|
JPH044413A (ja) * | 1990-04-23 | 1992-01-08 | Seiko Epson Corp | 半導体集積回路 |
JPH0454650A (ja) * | 1990-06-25 | 1992-02-21 | Nec Corp | メモリー回路 |
KR940008721B1 (ko) * | 1991-11-22 | 1994-09-26 | 삼성전자 주식회사 | 저전압용 반도체 메모리 장치 |
JP3271086B2 (ja) * | 1992-09-29 | 2002-04-02 | ソニー株式会社 | 固体撮像素子の駆動回路 |
JPH07105489B2 (ja) * | 1993-05-27 | 1995-11-13 | 日本電気株式会社 | 電荷転送装置 |
JP3449823B2 (ja) * | 1995-05-26 | 2003-09-22 | ソニー株式会社 | 固体撮像装置の駆動方法 |
JP3188223B2 (ja) * | 1997-09-22 | 2001-07-16 | オリンパス光学工業株式会社 | 自己照明型スキャナ装置 |
KR19990046784A (ko) * | 1999-04-24 | 1999-07-05 | 황건순 | 피씨용멀티어댑터 |
-
2000
- 2000-11-07 JP JP2000338709A patent/JP2002149247A/ja active Pending
-
2001
- 2001-09-21 TW TW090123292A patent/TW535426B/zh not_active IP Right Cessation
- 2001-11-05 US US10/010,396 patent/US20020053942A1/en not_active Abandoned
- 2001-11-06 KR KR1020010068775A patent/KR20020035761A/ko not_active Application Discontinuation
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7999604B2 (en) | 2008-01-22 | 2011-08-16 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Boost circuit capable of controlling inrush current and image sensor using the boost circuit |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20020053942A1 (en) | 2002-05-09 |
TW535426B (en) | 2003-06-01 |
KR20020035761A (ko) | 2002-05-15 |
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RD01 | Notification of change of attorney |
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