JP2003289663A - 昇圧装置及びこれを用いた撮像装置 - Google Patents
昇圧装置及びこれを用いた撮像装置Info
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Abstract
る。 【解決手段】 チャージポンプ回路12は、トランジス
タ及びコンデンサからなる昇圧段が複数接続されると共
に、これら複数の昇圧段の動作段数を切り換えて昇圧電
圧が変更可能に設定される。昇圧制御回路13は、チャ
ージポンプ回路12の出力電圧VO1の分圧電圧VA、VB
を基準電圧VRと比較し、この比較結果に基づいて昇圧
制御信号CTを出力する。そして、昇圧制御信号CTに
よってチャージポンプ回路12の複数の昇圧段を選択的
に駆動し、チャージポンプ回路12の昇圧能力を決定す
る。
Description
して発生する昇圧電圧を出力する昇圧装置及びこれを備
えた撮像装置に関する。
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、昇圧回路やレギュレート回路が用いられる。
図7は、このような電子機器として、例えば、撮像装置
の一部の構成を示すブロック図である。
ュレート回路2、CCDドライバ回路3及びCCDイメ
ージセンサ4から構成される。
VDを昇圧し、昇圧電圧を出力VO1として出力する。こ
のような昇圧回路1には、例えば、入力端子間と出力端
子間との間に直列接続される複数のトランジスタと、互
いに隣接するトランジスタ間のノードに一方の端子が接
続されるコンデンサとを備えるチャージポンプ回路があ
る。
力される出力電圧VO1を取り込んで所定の調整電圧を生
成し、出力VO2として出力する。このレギュレート回路
2では、昇圧回路1にて昇圧された電圧を抵抗分割した
分圧電圧と所定の基準電圧V Rとを比較器にて比較し、
比較器の出力に基づいて調整電圧を制御するようにして
いる。レギュレート回路2では、次段のCCDドライバ
回路3の動作電圧に合わせて調整電圧の電圧値が設定さ
れており、昇圧回路1にて昇圧された出力VO1をCCD
ドライバ回路3の動作電圧にまで降圧するような形で出
力VO2の調整がなされる。
路2から出力される出力V02を受けて動作し、タイミン
グ制御回路(図示せず)から供給される垂直同期信号V
T及び水平同期信号HTに同期する複数のクロックパル
スを生成する。そして、生成した複数のクロックパルス
をCCDイメージセンサ4に供給する。
る複数の受光画素を有する受光領域を備えており、この
受光面に入射される光を各受光画素で受けて光電変換に
よって情報電荷を発生する。CCDイメージセンサ4で
は、この情報電荷を蓄積期間にて各受光画素に蓄積し、
その後、CCDドライバ回路2からのクロックパルスに
応じて順次転送出力する。そして、転送経路の最終段に
設けられる出力部によって電圧値に変換し、画像信号Y
(t)として出力する。そして、CCDイメージセンサ4
から出力された画像信号Y(t)は、次段のアナログ信号
処理回路、デジタル信号処理にて所定の信号処理がなさ
れ、画像情報を表すデータとして記憶媒体や表示装置に
出力される。
置に搭載される昇圧回路にあっては、その出力電圧VO1
が電源電圧VDに依存しており、電源電圧VDの変動に追
従して昇圧電圧が変動する。このため、電源電圧VDが
何らかの影響によって不意に低下した場合、これに追従
して昇圧回路の出力電圧VO1も低下する。したがって、
CCDドライバ回路に対して規定の動作電圧を供給でき
ない場合が生じるおそれがあり、このような場合にあっ
ては、撮像装置の撮像動作に不都合が生じ得る。また、
昇圧回路の出力電圧VO1は、昇圧回路の出力電圧を用い
て動作する負荷に流れる電流の変化に依存し、負荷にお
いて多量の電流が消費されると、これに応じて、出力電
圧V O1が変化する。このような場合であっても同様に、
CCDドライバ回路に対する動作電圧を補償することが
できない場合が生じ得る。
るべく、電源電圧VDの低下や昇圧回路の出力負荷電流
の変化が生じたとしても、常に安定した出力電圧を供給
することのできる昇圧装置を提供することを目的とす
る。
に鑑みてなされたものであり、その特徴とするところ
は、スイッチング素子及び容量素子が複数段接続される
と共に、これら複数の昇圧段の動作段数を切り換えて昇
圧電圧が変更可能なチャージポンプ回路と、前記昇圧電
圧が所定の範囲にあるか否かを判定し、判定結果に基づ
いて前記チャージポンプ回路の昇圧段の動作段数を切り
換える昇圧制御回路と、を備えたことにある。
して変動するチャージポンプ回路の出力電圧を所定の範
囲にあるか否かを判定し、判定結果に基づいて、チャー
ジポンプ回路にて設定される複数段の昇圧能力のうちか
ら最適なものを選択するようにしている。これにより、
入力電圧が変動したとしても、この変動に追従してチャ
ージポンプ回路の昇圧能力を変更することができ、チャ
ージポンプ回路の出力電圧を安定させることができる。
受光画素が配置され、入射される被写体画像に応じて発
生する情報電荷を各受光画素に蓄積する固体撮像素子
と、スイッチング素子及び容量素子が複数段接続される
と共に、これら複数の接続段の動作段数を切り換えて昇
圧電圧が変更可能なチャージポンプ回路と、前記昇圧電
圧が所定の範囲にあるか否かを判定し、判定結果に基づ
いて前記チャージポンプ回路の昇圧段の動作段数を切り
換える昇圧制御回路と、前記チャージポンプ回路の出力
電圧及び前記基準電圧に基づいて所定の調整電圧を発生
するレギュレート回路と、前記レギュレート回路の出力
電圧を受けて動作し、前記固体撮像素子の受光画素に蓄
積された情報電荷を転送出力して画像信号を得る駆動回
路と、を備えたことを特徴とする。
て、チャージポンプ回路にて設定される複数段の昇圧能
力のうちから最適なものを選択することができるため、
チャージポンプ回路の出力電圧を安定させることが可能
である。これにより、駆動回路及び固体撮像素子で動作
の不具合が発生するのを防止することができ、撮像装置
としての信頼性を向上させることができる。
載する撮像装置の概略構成を示すブロック図である。本
願発明の昇圧装置11は、チャージポンプ回路12及び
昇圧制御回路13から構成される。そして、この昇圧装
置11、レギュレート回路2、CCDドライバ回路3及
びCDDイメージセンサ4より撮像装置が構成される。
尚、この図において、レギュレート回路2、CCDドラ
イバ回路3及びCCDイメージセンサ4は、図7に示す
ものと同一の構成である。
ろは、チャージポンプ回路12の出力電圧の分圧電圧を
基準電圧VRと比較し、この比較結果に基づいて、チャ
ージポンプ回路12にて設定される複数の昇圧段を選択
的に駆動し、チャージポンプ回路12の昇圧能力をフィ
ードバック制御することにある。
力される電源電圧VDを昇圧し、昇圧電圧を出力VO1と
して出力する。このチャージポンプ回路12には、トラ
ンジスタ及びこのトランジスタのドレインが一方の端子
に接続されるコンデンサからなる昇圧段が複数設けられ
る。これら複数の昇圧段は、チャージポンプ回路12の
入力端子及び出力端子の間に直列接続される。このた
め、例えば、昇圧段を2段で設定した場合、各トランジ
スタを選択的に駆動することで、第1の昇圧能力及びこ
の第1の昇圧能力よりも昇圧能力の高い第2の昇圧能力
にて入力電圧を昇圧することができる。
12に接続され、分圧部14、第1及び第2の比較器1
5a、15b、制御部16から構成される。分圧部14
は、チャージポンプ回路12の出力側及び接地点V
G(例えば、0V)の間に第1乃至第3の抵抗素子14
が直列に接続されて構成され、各抵抗素子14a〜14
c間のノードA、Bに出力電圧VO1を分圧した第1の分
圧電圧VA及びこの第1の分圧電圧より低い第2の分圧
電圧VBを生成する。第1の比較器15aは、非反転入
力端子がノードAに接続され、反転入力端子が基準電圧
VRを取り込む端子に接続される。この第1の比較器1
5aでは、各入力端子に受ける第1の分圧電圧VA、基
準電圧VRを比較し、各電圧間の電位差に応じた第1の
比較出力Aを出力する。第2の比較器15bは、非反転
入力端子がノードBに接続され、反転入力端子が基準電
圧VRに接続される。この第2の比較器15bにおいて
も、第1の比較器15aと同様に、第2の分圧電圧
VB、基準電圧VRとの電位差に応じた第2の比較出力B
を出力する。制御部16は、2つの入力端子が第1及び
第2の比較器15a、15bの出力端子に接続される。
この制御部16は、第1及び第2の比較出力A、Bに基
づいて、チャージポンプ回路12の昇圧段の動作段数を
切り換え制御する昇圧制御信号CTを生成する。この昇
圧制御信号CTは、チャージポンプ回路12に対して第
1の昇圧能力にて動作するように指示を与える場合に、
例えば、Hレベルの信号となり、逆に、第2の昇圧能力
にて動作するように指示を与える場合にLレベルの信号
となる。
チャージポンプ回路12の出力電圧と電源電圧VDとの
関係を示すグラフである。先ず、このグラフ中で付され
ている符号について説明する。尚、図1と同一符号が付
してあるものについては、それぞれ図1のものと対応し
ており、その説明を割愛する。電圧VKは、レギュレー
ト回路3が規定の調整電圧を出力するために必要となる
レギュレート回路3の動作電圧である。電圧VPは、第
1の昇圧能力にてチャージポンプ回路12が動作したと
きの昇圧電圧である(以下、第1の昇圧電圧と称す
る)。電圧VQは、第2の昇圧能力にてチャージポンプ
回路12が動作したときの昇圧電圧である(以下、第2
の昇圧電圧と称する)。
ジポンプ回路12は、出力電圧のより高速な立ち上がり
を目的とし、昇圧能力が高い第2の昇圧能力にて駆動す
る。このため、電源電圧VDの上昇に伴って、第2の昇
圧電圧VQ、第1及び第2の分圧電圧VA、VBが上昇す
る。そして、この電源電圧VDの上昇途中に第2の分圧
電圧VBが基準電圧VRに達すると、チャージポンプ回路
12の昇圧段の動作段数を減らして昇圧能力を第1の昇
圧能力に変更する。即ち、電源電圧VDがある程度まで
立ち上がってくると、昇圧能力の低い第1の昇圧能力に
変更して消費電力を抑えるようにしている。その後は、
チャージポンプ回路12を第1の昇圧能力にて駆動さ
せ、電源電圧VDが安定している期間においては、第1
の昇圧電圧VPを出力する。
明する。電源電圧VDが何らかの影響によって低下した
場合、この電源電圧VDの低下に追従して第1の昇圧電
圧VPが低下し、更に、これに追従して、第1及び第2
の分圧電圧VA、VBが低下する。この際、第1の分圧電
圧VAが基準電圧VRまで低下した場合、チャージポンプ
回路12の昇圧段の動作段数を増やして第2の昇圧能力
に切り換える。これにより、チャージポンプ回路12の
出力電圧が第2の昇圧電圧VQに切り換えられ、電圧VK
に対して十分な余裕を確保することができる。そして、
電源電圧VDの低下が解消されて電源電圧VDが再度上昇
し、第2の分圧電圧VBが基準電圧VRに達したとき、再
び、チャージポンプ回路12の昇圧段の動作段数を減ら
して第1の昇圧能力に切り換える。尚、チャージポンプ
回路12の出力負荷(例えば、CCDドライバ回路)に
流れる電流の変化の影響によってチャージポンプ回路1
2の出力電圧VO1が低下した場合においても、電源電圧
VDの低下によって出力電圧VO1が低下した場合と同様
に動作する。
可能なチャージポンプ回路12と、このチャージポンプ
回路12の出力電圧が所定の範囲にあるか否かに応じて
チャージポンプ回路12の昇圧段の動作段数を切り換え
る昇圧制御回路13と、を備えることで、電源電圧VD
の変動や出力負荷電流の変化の影響によるチャージポン
プ回路12の出力電圧の低下に応じて、チャージポンプ
回路12の昇圧能力を変化させることができる。これに
より、昇圧装置としての出力電圧を安定させることがで
き、信頼性の向上を図ることができる。
及び基準電圧VRの比較の際に、2つの分圧電圧VA、V
Bを用いる構成とし、電源電圧VDが低下する場合と上昇
する場合とで、基準電圧VRと比較する分圧電圧を切り
換えるようにしている。これにより、例えば、電源電圧
VDが電圧VD1、或いは、電圧VD2付近で上昇と低下を
繰り返すような場合であっても、チャージポンプ回路1
2の昇圧能力が頻繁に切り替わるのを防止することがで
きる。
示すブロック図である。チャージポンプ回路12は、ト
ランジスタ20a〜20c、コンデンサ21a〜21
c、ORゲート22、23、インバータ24から構成さ
れる。
ネル型を有し、電源電圧VD及び出力電圧VO1の間に直
列に接続される。コンデンサ21a、21bは、互いに
隣接するトランジスタ間のノードE、Fに一方の端子が
接続され、他方の端子に電源電位VD及び接地電位VGの
間で振幅する第1のクロックCK1、この第1のクロッ
クCK1と逆位相の第2のクロック*CK1を受ける。コ
ンデンサ21cは、トランジスタ20cのドレイン側、
即ち、ノードGに一方の端子が接続され、他方の端子が
接地点VGに接続される。NORゲート22は、2つの
入力端子に昇圧制御信号CT、第1のクロックCK1を
受け、その出力がコンデンサ21aの他方の端子に接続
される。NORゲート23は、2つの入力端子に、昇圧
制御信号CT、第1のクロックCK1を受け、その出力
がトランジスタ20aのゲートに接続される。インバー
タ24は、入力側に第1のクロックCK1を受け、その
出力がトランジスタ20cのゲートに接続される。
に示すチャージポンプ回路12は、第1の昇圧能力で駆
動する場合と第2の昇圧能力で駆動する場合とで動作が
異なるため、ここでは、それぞれの場合を分けて説明す
る。図4は、チャージポンプ回路12が第1の昇圧能力
にて駆動する場合の図3の動作を説明するタイミング図
である。
にて駆動する場合には、昇圧制御回路13から昇圧制御
信号CTとしてHレベル(例えば、電源電位VD)の信
号がNORゲート22及びNORゲート23の入力端子
に供給されている。したがって、NORゲート22及び
NORゲート23は、Lレベル(例えば、接地電位
V G)の信号を出力し、コンデンサ21aの他方の端子
の電位を接地電位VGに固定すると共に、トランジスタ
20aをオン状態とする。この結果、ノードEの電位V
Eが電源電位VDとなる。即ち、この動作においては、ト
ランジスタ20a及びコンデンサ21aからなる1段目
の昇圧段を無効とした上で、トランジスタ20bに対
し、電源電圧VDを印加するようにしている。
bの他方の端子には、第1のクロックCK1が印加され
る。この際、トランジスタ20bのゲートには、第1の
クロックCK1が印加され、これにより、トランジスタ
20aは、第1のクロックCK1がLレベル(接地電位
VG)のときにオンし、Hレベル(電源電位VD)のとき
にオフする。これと共に、トランジスタ20cのゲート
には、第1のクロックCK1と逆位相の第2のクロック
*CK1が印加され、トランジスタ20cは、第2のク
ロック*CK1がHレベルのときにオフし、Lレベルの
ときにオンする。この結果、ノードFの電位VFが第1
のクロックCK1の振幅に応じて、電源電位VDと電源電
位VDの2倍の電位2VDとで振幅し、最終的な出力VO1
として電源電圧VDの2倍の電圧2VDを出力する。
昇圧能力にて駆動する場合の図3の動作を説明するタイ
ミング図である。
にて駆動する場合には、昇圧制御回路13から昇圧制御
信号CTとしてLレベル(例えば、接地電位VG)の信
号がNORゲート22及びNORゲート23の入力端子
に供給されている。したがって、NORゲート22及び
NORゲート23からは、第1のクロックCK1と逆位
相(第2のクロック*CK1と同相)でHレベル(例え
ば、電源電位VD)、Lレベル(接地電位VG)を周期的
に繰り返す出力が出力される。これら2つのNORゲー
トの出力は、それぞれコンデンサ21aの他方の端子、
トランジスタ20aのゲートへ印加される。この結果、
ノードEの電位VEは、第2のクロック*CK1の振幅に
対応して電源電位VD及び電源電位VDの2倍の電位2V
D間で振幅する。即ち、この動作においては、第1の昇
圧能力で駆動する場合とは逆に、トランジスタ20a及
びコンデンサ21aからなる1段目の昇圧段を有効とし
ている。そして、この状態において、トランジスタ20
b、20c、コンデンサ21b、21cに対し、第1の
昇圧能力で駆動する場合と同様の電圧及び信号が与えら
れ、この結果、ノードFの電圧VEが第1のクロックC
K1の振幅に対応して、電源電位VDの2倍の電位2VD
及び電源電位VDの3倍の電位3VDで振幅し、最終的な
出力VO1として電源電圧VDの3倍の電圧3VDを出力す
る。
部16の構成を示すブロック図である。制御部16は、
ANDゲート31、EXNNORゲート32、ANDゲ
ート33及びD−フリップフロップ34から構成され
る。ANDゲート31は、2つの入力端子に第1の比較
出力A、第2の比較出力Bを受け、これらの論理積を取
って出力する。EXNNORゲート32は、ANDゲー
ト31と同様に、2つの入力端子に第1及び第2の比較
出力A、Bを受け、これらの排他的論理和を取って出力
する。ANDゲート33は、2つの入力端子にEXNN
ORゲート32の出力、第3のクロックCK3を受け、
これらの論理積を取って出力する。D−フリップフロッ
プ34は、DATA入力端子Dに第1のAND回路31
の出力を受けると共に、クロック端子Cに第2のAND
ゲートの出力を受け、非反転出力端子Qから昇圧制御信
号CTを出力する。尚、これらの構成において、AND
ゲート33に入力される第3のクロックCK3は、昇圧
装置が撮像装置に組み込まれる場合、その撮像装置の水
平走査期間1H及び垂直走査期間1Vの少なくとも一方
のブランキング期間内でHレベル(例えば、電源電位V
D)に立ち上げられるクロック信号である。
圧電圧VBが基準電圧VRより電圧値が高い場合、AND
ゲート31及びEXNNORゲート32に対し、Hレベ
ルの第1の比較出力A及び第2の比較出力Bが出力され
る。このため、ANDゲート31及びEXNNORゲー
ト32からHレベルの信号を出力し、それぞれ、D−フ
リップフロップ34のDATA入力端子D、ANDゲー
ト33へ印加する。これに応じて、ANDゲート33
は、第3のクロックCK3がHレベルの期間に限ってH
レベルの信号を出力する。この結果、D−フリップフロ
ップ34は、水平走査期間及び垂直走査期間の少なくと
も一方のブランキング期間にて第1のAND回路31の
出力Hレベルをラッチし、昇圧制御信号CTとしてHレ
ベルの信号を出力する。
り電圧値が低い場合、ANDゲート31からLレベル、
EXNNORゲート32からHレベルの信号が出力され
る。この結果、D−フリップフロップ34において、水
平走査期間及び垂直走査期間の少なくとも一方のブラン
キング期間でLレベルの信号をラッチし、昇圧制御信号
CTとしてLレベルの信号を出力する。
り電圧値が高く、且つ、第2の分圧電圧VBが基準電圧
VRより低い場合、即ち、2つの分圧電圧VA、VBの間
に基準電圧VRがある場合、EXNNORゲート32に
は、互いに論理レベルの異なる出力が印加される。この
ため、EXNNORゲート32の出力をLレベルとし、
ANDゲート33は、Lレベルの信号を出力する。この
結果、D−フリップフロップ34にてANDゲート31
の出力をラッチすることがなく、昇圧制御信号CTの論
理レベルは、変更されない。
置の水平走査期間及び垂直走査期間の少なくとも一方の
ブランキング期間に限って、昇圧制御信号CTの論理レ
ベルを変更するようにしている。このため、映像信号出
力期間は、チャージポンプ回路の昇圧能力が保持され、
昇圧能力の変更に起因して発生するノイズが映像信号に
混入するのを防止することができる。
Rが2つの分圧電圧VA、VBの間にある場合、チャージ
ポンプ回路12の昇圧能力の設定を変更しないようにし
ている。これにより、微少な範囲で電源電圧VDが上昇
と下降を繰り返したとしても、チャージポンプ回路12
の昇圧能力が頻繁に変更されるのを防止することができ
る。
の出力が所定範囲にあるか否かを判定し、この判定結果
に基づいてチャージポンプ回路の昇圧段の動作段数を切
り換え制御する構成とした。これにより、電源電圧やチ
ャージポンプ回路の出力負荷電流の変動に追従して、チ
ャージポンプ回路の昇圧能力を変更させることができ、
次段の回路にて動作の不具合が発生するのを確実に防止
することが可能である。また、チャージポンプ回路の出
力電圧に応じて最適な昇圧能力を選択することができる
ため、余分な電力の消費を抑制し、消費電力の削減を可
能としている。
を示すブロック図である。
関係を示す図である。
ある。
説明するタイミング図である。
説明するタイミング図である。
すブロック図である。
2)
る複数の受光画素を有する受光領域を備えており、この
受光面に入射される光を各受光画素で受けて光電変換に
よって情報電荷を発生する。CCDイメージセンサ4で
は、この情報電荷を蓄積期間にて各受光画素に蓄積し、
その後、CCDドライバ回路3からのクロックパルスに
応じて順次転送出力する。そして、転送経路の最終段に
設けられる出力部によって電圧値に変換し、画像信号Y
(t)として出力する。そして、CCDイメージセンサ4
から出力された画像信号Y(t)は、次段のアナログ信号
処理回路、デジタル信号処理にて所定の信号処理がなさ
れ、画像情報を表すデータとして記憶媒体や表示装置に
出力される。
チャージポンプ回路12の出力電圧と電源電圧VDとの
関係を示すグラフである。先ず、このグラフ中で付され
ている符号について説明する。尚、図1と同一符号が付
してあるものについては、それぞれ図1のものと対応し
ており、その説明を割愛する。電圧VKは、レギュレー
ト回路2が規定の調整電圧を出力するために必要となる
レギュレート回路2の動作電圧である。電圧VPは、第
1の昇圧能力にてチャージポンプ回路12が動作したと
きの昇圧電圧である(以下、第1の昇圧電圧と称す
る)。電圧VQは、第2の昇圧能力にてチャージポンプ
回路12が動作したときの昇圧電圧である(以下、第2
の昇圧電圧と称する)。
示すブロック図である。チャージポンプ回路12は、ト
ランジスタ20a〜20c、コンデンサ21a〜21
c、NORゲート22、23、インバータ24から構成
される。
ネル型を有し、電源電圧VD及び出力電圧VO1の間に直
列に接続される。コンデンサ21a、21bは、互いに
隣接するトランジスタ間のノードE、Fに一方の端子が
接続され、他方の端子に電源電位VD及び接地電位VS の
間で振幅する第1のクロックCK1、この第1のクロッ
クCK1と逆位相の第2のクロック*CK1を受ける。コ
ンデンサ21cは、トランジスタ20cのドレイン側、
即ち、ノードGに一方の端子が接続され、他方の端子が
接地点VS に接続される。NORゲート22は、2つの
入力端子に昇圧制御信号CT、第1のクロックCK1を
受け、その出力がコンデンサ21aの他方の端子に接続
される。NORゲート23は、2つの入力端子に、昇圧
制御信号CT、第1のクロックCK1を受け、その出力
がトランジスタ20aのゲートに接続される。インバー
タ24は、入力側に第1のクロックCK1を受け、その
出力がトランジスタ20cのゲートに接続される。
にて駆動する場合には、昇圧制御回路13から昇圧制御
信号CTとしてHレベル(例えば、電源電位VD)の信
号がNORゲート22及びNORゲート23の入力端子
に供給されている。したがって、NORゲート22及び
NORゲート23は、Lレベル(例えば、接地電位
V S )の信号を出力し、コンデンサ21aの他方の端子
の電位を接地電位VS に固定すると共に、トランジスタ
20aをオン状態とする。この結果、ノードEの電位V
Eが電源電位VDとなる。即ち、この動作においては、ト
ランジスタ20a及びコンデンサ21aからなる1段目
の昇圧段を無効とした上で、トランジスタ20bに対
し、電源電圧VDを印加するようにしている。
bの他方の端子には、第1のクロックCK1が印加され
る。この際、トランジスタ20bのゲートには、第1の
クロックCK1が印加され、これにより、トランジスタ
20aは、第1のクロックCK1がLレベル(接地電位
VS )のときにオンし、Hレベル(電源電位VD)のとき
にオフする。これと共に、トランジスタ20cのゲート
には、第1のクロックCK1と逆位相の第2のクロック
*CK1が印加され、トランジスタ20cは、第2のク
ロック*CK1がHレベルのときにオフし、Lレベルの
ときにオンする。この結果、ノードFの電位VFが第1
のクロックCK1の振幅に応じて、電源電位VDと電源電
位VDの2倍の電位2VDとで振幅し、最終的な出力VO1
として電源電圧VDの2倍の電圧2VDを出力する。
にて駆動する場合には、昇圧制御回路13から昇圧制御
信号CTとしてLレベル(例えば、接地電位VS )の信
号がNORゲート22及びNORゲート23の入力端子
に供給されている。したがって、NORゲート22及び
NORゲート23からは、第1のクロックCK1と逆位
相(第2のクロック*CK1と同相)でHレベル(例え
ば、電源電位VD)、Lレベル(接地電位VS )を周期的
に繰り返す出力が出力される。これら2つのNORゲー
トの出力は、それぞれコンデンサ21aの他方の端子、
トランジスタ20aのゲートへ印加される。この結果、
ノードEの電位VEは、第2のクロック*CK1の振幅に
対応して電源電位VD及び電源電位VDの2倍の電位2V
D間で振幅する。即ち、この動作においては、第1の昇
圧能力で駆動する場合とは逆に、トランジスタ20a及
びコンデンサ21aからなる1段目の昇圧段を有効とし
ている。そして、この状態において、トランジスタ20
b、20c、コンデンサ21b、21cに対し、第1の
昇圧能力で駆動する場合と同様の電圧及び信号が与えら
れ、この結果、ノードFの電圧VF が第1のクロックC
K1の振幅に対応して、電源電位VDの2倍の電位2VD
及び電源電位VDの3倍の電位3VDで振幅し、最終的な
出力VO1として電源電圧VDの3倍の電圧3VDを出力す
る。
部16の構成を示すブロック図である。制御部16は、
ANDゲート31、EXNNORゲート32、ANDゲ
ート33及びD−フリップフロップ34から構成され
る。ANDゲート31は、2つの入力端子に第1の比較
出力A、第2の比較出力Bを受け、これらの論理積を取
って出力する。EXNNORゲート32は、ANDゲー
ト31と同様に、2つの入力端子に第1及び第2の比較
出力A、Bを受け、これらの排他的論理和を取って出力
する。ANDゲート33は、2つの入力端子にEXNN
ORゲート32の出力、第3のクロックCK3を受け、
これらの論理積を取って出力する。D−フリップフロッ
プ34は、DATA入力端子DにANDゲート31の出
力を受けると共に、クロック端子CにANDゲート33
の出力を受け、非反転出力端子Qから昇圧制御信号CT
を出力する。尚、これらの構成において、ANDゲート
33に入力される第3のクロックCK3は、昇圧装置が
撮像装置に組み込まれる場合、その撮像装置の水平走査
期間1H及び垂直走査期間1Vの少なくとも一方のブラ
ンキング期間内でHレベル(例えば、電源電位VD)に
立ち上げられるクロック信号である。
り電圧値が高く、且つ、第2の分圧電圧VBが基準電圧
VRより低い場合、即ち、2つの分圧電圧VA、VBの間
に基準電圧VRがある場合、EXNORゲート32に
は、互いに論理レベルの異なる出力が印加される。この
ため、EXNORゲート32の出力をLレベルとし、A
NDゲート33は、Lレベルの信号を出力する。この結
果、D−フリップフロップ34にてANDゲート31の
出力をラッチすることがなく、昇圧制御信号CTの論理
レベルは、変更されない。
Claims (5)
- 【請求項1】 スイッチング素子及び容量素子が複数段
接続されると共に、これら複数の昇圧段の動作段数を切
り換えて昇圧電圧が変更可能なチャージポンプ回路と、
前記昇圧電圧が所定の範囲にあるか否かを判定し、判定
結果に基づいて前記チャージポンプ回路の昇圧段の動作
段数を切り換える昇圧制御回路と、を備えたことを特徴
とする昇圧装置。 - 【請求項2】 請求項1に記載の昇圧装置において、前
記昇圧制御回路は、前記チャージポンプ回路の出力を分
圧して第1の分圧電圧及びこの第1の分圧電圧よりも電
圧値が低い第2の分圧電圧を生成する分圧部と、前記第
1及び第2の分圧電圧を所定の基準電圧と比較する比較
部と、前記比較部の比較結果に基づいて前記チャージポ
ンプ回路の動作段数を増減させる制御部と、を含み、前
記制御部は、前記第2の分圧電圧が前記基準電圧よりも
高いとき、前記チャージポンプ回路の動作段数を減ら
し、前記第1の分圧電圧が前記基準電圧よりも低いと
き、前記チャージポンプ回路の動作段数を増やし、前記
基準電圧が前記第1及び第2の分圧電圧の間にあると
き、その時点の前記チャージポンプ回路の動作段数を維
持することを特徴とする昇圧装置。 - 【請求項3】 受光面に複数の受光画素が配置され、入
射される被写体画像に応じて発生する情報電荷を各受光
画素に蓄積する固体撮像素子と、スイッチング素子及び
容量素子が複数段接続されると共に、これら複数の接続
段の動作段数を切り換えて昇圧電圧が変更可能なチャー
ジポンプ回路と、前記昇圧電圧が所定の範囲にあるか否
かを判定し、判定結果に基づいて前記チャージポンプ回
路の昇圧段の動作段数を切り換える昇圧制御回路と、前
記チャージポンプ回路の出力電圧及び前記基準電圧に基
づいて所定の調整電圧を発生するレギュレート回路と、
前記レギュレート回路の出力電圧を受けて動作し、前記
固体撮像素子の受光画素に蓄積された情報電荷を転送出
力して画像信号を得る駆動回路と、を備えたことを特徴
とする撮像装置。 - 【請求項4】 請求項3に記載の撮像装置において、前
記昇圧制御回路は、前記チャージポンプ回路の出力を分
圧して第1の分圧電圧及びこの第1の分圧電圧よりも電
圧値が低い第2の分圧電圧を生成する分圧部と、前記第
1及び第2の分圧電圧を所定の基準電圧と比較する比較
部と、前記比較部の比較結果に基づいて前記チャージポ
ンプ回路の昇圧段の動作段数を増減させる制御部と、を
含み、前記制御部は、前記第2の分圧電圧が前記基準電
圧よりも高いとき、前記昇圧段の動作段数を減らし、前
記第1の分圧電圧が前記基準電圧よりも低いとき、前記
昇圧段の動作段数を増やし、前記基準電圧が前記第1及
び第2の分圧電圧の間にあるとき、その時点での前記昇
圧段の動作段数を維持することを特徴とする撮像装置。 - 【請求項5】 請求項1に記載の撮像装置において、前
記昇圧制御回路は、前記固体撮像素子の水平走査或いは
垂直走査の少なくとも一方のブランキング期間内で前記
チャージポンプ回路の昇圧段の動作段数を変更すること
を特徴とする撮像装置。
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