JP2002218738A

JP2002218738A - 昇圧システム

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Publication number: JP2002218738A
Application number: JP2001324693A
Authority: JP
Inventors: Koji Tanimoto; 孝司谷本
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2000-11-17
Filing date: 2001-10-23
Publication date: 2002-08-02
Anticipated expiration: 2021-10-23
Also published as: JP4073192B2

Abstract

(57)【要約】【課題】昇圧回路の出力電圧をフィードバック制御する
際に、同出力電圧のより速やかな収束を図ることのでき
る昇圧システムを提供する。【解決手段】チャージポンプ２６０の出力電圧及び接地
間の電圧は、抵抗Ｒ１〜Ｒ３によって分圧される。これ
ら分圧された電圧は、ノードＮ１及びＮ２の電圧として
取り出され、比較器３１１及び３１２に入力される。同
比較器３１１及び３１２では、これらノードＮ１及びＮ
２の電圧と基準電圧３２０との大小関係を比較する。判
定部３３０では、これら比較器３１１及び３１２の比較
結果に基づいて、基準電圧３２０がノードＮ１の電圧及
びノードＮ２の電圧間に入っているときには「０」と判
定することで、チャージポンプ２６０の制御態様はその
まま維持される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は昇圧システムに係
り、詳しくは昇圧回路出力を安定化するためのフィード
バック制御回路を備え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。こうした
昇圧回路として、例えば、出力端と基準電位端との間に
直列接続される複数のスイッチングトランジスタと、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。このチャージポンプ回路の一例を図５に示す。

【０００３】この図５に示すチャージポンプ回路は、Ｐ
チャネルＭＯＳトランジスタＴ１よりなるスイッチング
トランジスタＴ１及びＴ２と、コンデンサＣ１及び出力
コンデンサＣｏｕｔとを備えて構成される。そして、コ
ンデンサＣ１に周期的なクロックＣＬＫを印加すること
で、このクロックＣＬＫの波高値ＶＤＤに基づき、その
出力電圧として最大で「−ＶＤＤ」の電圧が出力され
る。参考までに、このチャージポンプ回路における出力
電圧Ｖｏｕｔと、ノード電位Ｎ１と、クロックＣＬＫと
の推移を図６に示す。

【０００４】ところで、こうしたチャージポンプ回路を
用いる場合、その昇圧された出力電圧を所望の電圧に制
御すべく、同出力電圧に基づいて上記クロック信号の印
加態様をフィードバック制御する回路が併せ用いられる
ことがある。こうしたフィードバック制御回路は、通
常、チャージポンプ回路の出力電圧と任意の基準電圧と
を比較する回路を備え、この比較結果に基づいてチャー
ジポンプ回路に印加するクロック信号の数やパルス幅等
をフィードバック制御する構成となっている。すなわ
ち、出力電圧が所望の電圧に達していなければ、上記ク
ロック信号のクロック数を増加させたり、そのパルス幅
を増大させたりすることで、チャージポンプ回路の昇圧
能力を高める方向に制御する。一方、出力電圧が所望の
電圧を上回っていれば、同クロック信号のクロック数を
減少させたり、そのパルス幅を減少させたりすること
で、チャージポンプ回路の昇圧能力を低下させる方向に
制御する。

【０００５】このように、チャージポンプ回路の出力電
圧と任意の基準電圧との比較に基づいて同チャージポン
プ回路の昇圧能力を可変制御することで、その出力電圧
を所望の電圧に制御する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、上記態様に
てフィードバック制御を行うことで所望の出力電圧を得
ることができるとはいえ、同出力電圧が上記所望の電圧
に収束されるまでにはある程度の時間がかかる。そし
て、この出力電圧が所望の電圧に収束されるまでの期間
は、同所望の電圧を中心としたその上下方向への変動成
分が発振状のノイズとなる。

【０００７】したがって、このような昇圧システムを例
えばＣＣＤ撮像装置等の駆動回路に採用した場合には、
上記発振状のノイズが撮像信号に重畳され、その表示画
面上にもノイズとなって現れるおそれがある。

【０００８】なお、上記チャージポンプ回路に限らず、
任意の昇圧回路にあっても、その出力電圧をフィードバ
ック制御して安定化を図る昇圧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、昇圧回路の出力電圧をフィードバッ
ク制御する際に、同出力電圧のより速やかな収束を図る
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、昇圧回路
の出力電圧を基準電圧と比較し、その比較結果に応じて
前記昇圧回路の昇圧能力をフィードバック制御する昇圧
システムにおいて、前記昇圧回路の出力電圧と前記基準
電圧との比較を、それら一方の電圧についてその値を異
ならしめた２つの電圧値と他方の電圧との間で行い、該
他方の電圧がそれら２つの電圧値の間にある期間は前記
フィードバック制御として前記昇圧回路のその時点での
昇圧能力を維持する制御を行うことで、昇圧回路出力の
速やかな収束を図るようにする。

【００１１】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）以下、本発明
にかかる昇圧システムをＣＣＤ（Charge Coupled Devic
e）固体撮像素子を有する撮像装置の駆動回路に適用し
た第１の実施形態について、図面を参照しつつ説明す
る。

【００１２】図１に、本実施形態にかかるＣＣＤ撮像装
置及びその駆動回路の全体構成を示す。

【００１３】図１に示すＣＣＤイメージセンサ１００
は、例えば、フレーム転送方式であり、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１２０に蓄えられた電
荷を出力するための水平転送部１３０と、水平転送部１
３０の転送する電荷を図示しない信号処理系へ出力する
出力バッファ１４０とを備えて構成される。

【００１４】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
荷を出力バッファ１４０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。

【００１５】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、この例で
は、垂直ドライバ２１０と、水平ドライバ２２０と、マ
スタークロック２３０と、タイミング発生部２４０と、
システム電源２５０とを備えている。更に、単一のシス
テム電源２５０によってその動作を可能とすべく、チャ
ージポンプ２６０と、その出力電圧を安定化させるべく
同チャージポンプ回路２６０の昇圧能力をフィードバッ
ク制御するフィードバック制御部３００とを備えてい
る。

【００１６】上記垂直ドライバ２１０は、上記撮像部１
１０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、ＣＣＤイメージセンサ１００に垂直転送動作を行わ
せる回路である。この垂直ドライバ２１０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２４０
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２１０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、前記チャージポンプ２
６０の出力電圧（例えば「−６」Ｖ近傍）、及びシステ
ム電源２５０の電源電圧（例えば「＋３．３」Ｖ）を通
じて確保される。

【００１７】このチャージポンプ２６０は、上記フィー
ドバック制御部３００から印加される昇圧クロックφＣ
に基づいて負電圧側及び正電圧側への昇圧動作を行うも
のである。ちなみに、このチャージポンプ２６０は、Ｎ
チャネル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、インバータ等を
用いることで、隣接する昇圧段に対しては互いに論理反
転したクロックが印加されるように構成されている。こ
れにより各昇圧段において、理論的には昇圧クロックの
波高値（例えば「３．３」Ｖ）分だけ接地電圧からの引
き下げが行われる。そして、この３段の昇圧段を介して
出力される電圧は、例えば「−６Ｖ」近傍に保持される
ように、図示しない昇圧制御部によって制御される。

【００１８】また、チャージポンプ２６０は、基本的に
は先の図５に示すものと同様のＰチャネル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
段をも備え、上記「−６Ｖ」近傍に保持される出力電圧
とシステム電源２５０の電源電圧とを用いて、その出力
電圧が例えば「＋８Ｖ」近傍に保持されるようフィード
バック制御部３００によって制御される。この出力電圧
は、ＣＣＤイメージセンサ１００に対するバイアス電圧
や出力バッファ１４０等に利用される。

【００１９】一方、水平ドライバ２２０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２２０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２４０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２２
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２５０の電源電圧のみによって確
保される。

【００２０】次に、上記フィードバック制御部３００の
構成及びそのフィードバック制御にかかる動作について
説明する。なおここでは、上記昇圧出力のうち、「＋８
Ｖ」側の出力電圧を安定化する場合を例にとってそのフ
ィードバック制御態様を説明する。他方の「−６Ｖ」側
への出力電圧を安定化する場合についてはその説明を割
愛するが、そのフィードバック制御自体は同様の原理に
基づく。

【００２１】上述したように、チャージポンプ２６０の
出力電圧を監視してフィードバック制御を行ったとして
も、同出力電圧が所望の電圧値に収束するまでにはある
程度時間がかかる。そのため、チャージポンプ２６０の
出力電圧が変動することで、ＣＣＤの撮像信号に発振状
のノイズが乗るおそれがある。

【００２２】こうした問題を回避すべく、本実施形態に
おいては、チャージポンプ２６０の出力電圧を単一の電
圧値（例えば「＋８Ｖ」）に合わせ込む制御を行う代わ
りに、同出力電圧を所定の幅（ΔＶ）を有する電圧領域
内に収まるように制御するようにしている。すなわち、
第１の比較用電圧と同第１の比較用電圧よりもΔＶだけ
高い第２の比較用電圧とを設定し、チャージポンプ２６
０の出力電圧が、これら第１の比較用電圧と第２の比較
用電圧との間の電圧に保持されるようにフィードバック
制御する。

【００２３】詳しくは、本実施形態においては、上記出
力電圧が第２の比較用電圧よりも高い場合には、チャー
ジポンプ２６０の昇圧能力を減少させる制御を行う。一
方、出力電圧が第１の比較用電圧よりも低い場合には、
チャージポンプ２６０の昇圧能力を増大させる制御を行
う。

【００２４】そして、チャージポンプ２６０の出力電圧
を第１及び第２の比較用電圧と比較するために、本実施
形態では、同出力電圧及び接地間の電圧を抵抗分割によ
って分圧し、異なる２つの電圧値を取り出すようにして
いる。そして、これら取り出された２つの分圧値と単一
の基準電圧とを比較することで、単一の基準電源を用い
てチャージポンプ２６０の出力電圧を２つの異なる電圧
値と比較する。

【００２５】すなわち、図１に示されるように、チャー
ジポンプ２６０の出力電圧及び接地間の電圧は、抵抗Ｒ
１、Ｒ２、Ｒ３によって分圧される。そして、これら分
圧は、ノードＮ１及びＮ２の電圧として比較器３１１及
び３１２の一方の端子（反転入力端子）にそれぞれ入力
される。そして、これら各比較器３１１及び３１２の他
方の端子（非反転入力端子）に基準電圧３２０が入力さ
れることで、ノードＮ１及びＮ２の電圧が基準電圧３２
０とそれぞれ比較される。

【００２６】上記構成によれば、比較器３１１によって
第２の比較用電圧と出力電圧との比較が、また比較器３
１２によって第１の比較用電圧と出力電圧との比較がそ
れぞれ可能となる。なお、これら各抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ
３の抵抗値を調整することで、第１の比較用電圧及び第
２の比較用電圧をそれぞれ適宜の値に設定することがで
きる。

【００２７】そして、図１に示す判定部３３０では、各
比較器３１１及び３１２の出力に基づいて、チャージポ
ンプ２６０の昇圧能力を可変制御するか否かを判断す
る。ここでは、チャージポンプ２６０の出力電圧が第２
の比較用電圧よりも高い場合には、「＋１」と判定す
る。また、同出力が第２の比較用電圧以下であり且つ、
第１の比較用電圧以上である場合には、「０」と判定す
る。更に同出力電圧が第１の比較用電圧よりも低い場合
には、「−１」と判定する。

【００２８】そして、これらの判定結果が「＋１」であ
ればチャージポンプ２６０の昇圧能力の減少制御を、ま
た「０」であれば昇圧能力を維持する制御を、更に「−
１」で有れば同昇圧能力の増大制御を行うようにしてい
る。

【００２９】この昇圧能力の可変制御に関しては、本実
施形態では、チャージポンプ２６０に印加される昇圧ク
ロックφＣのデューティ比を変更することで行うように
している。換言すれば、所定の周期を有する昇圧クロッ
クφＣにおいて、２値的な論理レベルのそれぞれがクロ
ックの一周期にしめる割合を変化させることで昇圧能力
の可変制御を行うようにしている。

【００３０】チャージポンプ２６０の昇圧能力は、昇圧
クロックφＣの各周期において、互いに異なる２つの論
理レベルの電圧が印加される期間が互いに等しいときに
最大となり、これら２つの期間の比が変化するにつれて
減少していく。したがって、チャージポンプ２６０へ互
いに異なる２つの論理レベルを有する電圧が印加される
期間の比を変化させることで、その昇圧能力を可変制御
することができるようになる。

【００３１】こうした昇圧能力の可変制御を多段階に行
うために、本実施形態ではフィードバック周期毎に判定
部３３０によって行われる判定を積算していくようにし
ている。そして、この積算値に基づいて上記昇圧クロッ
クφＣのデューティ比を設定することで、チャージポン
プ２６０の昇圧能力を可変制御する。

【００３２】詳しくは、本実施形態では、フィードバッ
ク周期毎に判定部３３０によって行われる判定の積算値
を、先に示したマスタークロック２３０の波数に対応さ
せる。そしてこの対応づけられたマスタークロックの波
数に応じた期間を、上記所定の周期を有する昇圧クロッ
クのうち、例えば論理「Ｈ」レベルである期間として設
定する。ここでは、積算値が小さいほど、同一周期内
で、論理「Ｈ」レベルである期間と論理「Ｌ」レベルで
ある期間とが近似されていくように予め初期条件を設定
しておく。このように設定しておくことで、上記積算値
をチャージポンプ２６０の昇圧能力を可変制御するパラ
メータとして用いることが可能となる。

【００３３】具体的には、図１に示されるように、判定
部３３０による判定結果は、フィードバック周期で同判
定部３３０の判定結果を積算していく第１カウンタ３４
０に入力される。この第１カウンタは、タイミング発生
部２４０からフィードバック周期で供給される補助クロ
ックφＳがイネーブル端子Ｅに入力されたときに能動と
なる。このように、補助クロックφＳがイネーブル端子
に入力されることで、第１カウンタでは、フィードバッ
ク周期で判定部３３０の出力値を積算していくことがで
きる。

【００３４】そしてこの積算された値に基づいて、本実
施形態では、上記フィードバック周期と同一周期に設定
された昇圧クロックφＣにおいて、そのデューティ比を
変更する構成としている。

【００３５】このデューティ比を変更するために、第２
カウンタ３６０では、そのリセット端子Ｒに上記補助ク
ロックφＳが入力される度に、初期化されて新たにマス
タークロックφＭの波数をカウントしていく。そして、
この第２カウンタ３６０のカウント値及び上記第１カウ
ンタのカウント値は、比較回路（ディジタル比較回路）
３５０に入力される。この比較回路３５０は、第２カウ
ンタ３６０のカウント値が第１カウンタ３４０のカウン
ト値未満であるときには、論理「Ｌ」レベルの信号を出
力する。また、第２カウンタ３６０のカウント値が第１
カウンタ３４０のカウント値以上となると、論理「Ｈ」
レベルの信号を出力する。このように設定されること
で、比較回路３５０からは、第１カウンタの積算値に応
じてデューティ比が変更された昇圧クロックφＣが生成
され、出力される。

【００３６】ここで、本実施形態におけるチャージポン
プ２６０の出力電圧の推移を、図２に基づいて説明す
る。

【００３７】すなわち、チャージポンプ２６０の出力電
圧が、第２の比較用電圧を上回ると（図２（ａ）参
照）、それ以降の時刻ｔ１において、第１カウンタ３４
０に補助クロックφＳが入力されることで（図２（ｃ）
参照）、一点鎖線で示す第１カウンタ３４０のカウンタ
値がインクリメントされる（図２（ｂ））。そして、マ
スタークロックφＭの値を計数していく第２カウンタ３
６０の値が、第１カウンタ３４０の値よりも大きくなっ
た時刻ｔ２において（図２（ｂ）参照）、昇圧クロック
φＣが論理「Ｈ」レベルとなる（図２（ｄ）参照）。こ
こでは、昇圧クロックφＣの論理「Ｈ」レベルと論理
「Ｌ」レベルとの一周期にしめる割合が、１：１から離
れていく側にデューティ比が制御されるようになり、チ
ャージポンプ２６０の昇圧能力の減少制御がなされる。

【００３８】こうしたチャージポンプ２６０の昇圧能力
の減少制御は、その出力電圧が第２の比較用電圧以下と
なるまで継続される。そして、同出力電圧が第２の比較
用電圧以下となると、それ以降の時刻ｔ３において、第
１カウンタ３４０に補助クロックφＳが入力されても、
同第１カウンタ３４０はそれ以前と同一のカウンタ値を
維持する。ここでは、チャージポンプ２６０の昇圧能力
を維持する制御がなされる。

【００３９】一方、チャージポンプ２６０の出力電圧が
第１の比較用電圧を下回ると、それ以降の時刻ｔ４にお
いて、第１カウンタ３４０への補助クロックφＳの入力
に伴い、そのカウンタ値がデクリメントされる。ここで
は、昇圧クロックφＣの論理「Ｈ」レベルと論理「Ｌ」
レベルとの一周期にしめる割合が、１：１に向けて制御
されるようになり、チャージポンプ２６０の昇圧能力の
増大制御がなされる。

【００４０】そして、時刻ｔ５以降、出力電圧が第１及
び第２の比較用電圧間に収まると、デューティ比一定の
昇圧クロックφＣがチャージポンプ２６０に供給される
ようになる。

【００４１】以上説明した本実施形態によれば、以下の
効果が得られるようになる。

【００４２】（１）チャージポンプ２６０の出力電圧
を、第１及び第２の比較用電圧間に制御することで、チ
ャージポンプ２６０の昇圧能力の過剰な変更が行われに
くくなり、その出力電圧を所望の電圧に早期に収束させ
ることができるようになる。

【００４３】（２）チャージポンプ２６０の出力電圧及
び接地間を抵抗分割によって分圧して２つの電圧を取り
出すことで、単一の基準電圧３２０を用いてチャージポ
ンプ２６０の出力電圧を異なる２つの電圧と比較するこ
とができる。

【００４４】（３）チャージポンプ２６０に印加される
昇圧クロックφＣにおいて、そのデューティ比を可変制
御することで、チャージポンプ２６０の昇圧能力を可変
制御することができる。

【００４５】（４）昇圧クロックφＣのデューティ比の
変更を、マスタークロックφＭの波数に基づいて行うこ
とで、それら各クロックの制御性を向上させることがで
きる。

【００４６】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。

【００４７】・上記実施形態では、昇圧制御を行う期間
については特に指定しなかったが、例えば撮像信号への
ノイズの混入を避けるなどの目的から撮像信号の出力が
停止されている期間に限って昇圧制御を行うなどしても
よい。これについては、例えば同期間以外には比較回路
３５０の出力を停止させたり、マスタークロック２３０
から第２カウンタ３６０への信号の供給を停止させたり
すればよい。

【００４８】（第２の実施形態）以下、本発明にかかる
昇圧システムを図１の場合と同様の撮像装置の駆動回路
に適用した第２の実施形態について、上記第１の実施形
態との相違点を中心に図３及び図４を参照しつつ説明す
る。なお、図３において、先の図１に示した要素と同一
の要素については同一の符号を付した。

【００４９】本実施形態では、ＣＣＤイメージセンサ１
００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、チャージポンプ２６０による昇圧動作を同撮像信
号の出力が停止されている期間に限って行う。

【００５０】ただし、撮像信号の出力停止期間のみにフ
ィードバック制御を伴う昇圧動作を行う場合には、各昇
圧動作期間において昇圧制御態様が相違することがあ
る。そして、このように昇圧制御態様が相違する昇圧動
作が行われた後には、チャージポンプ２６０の出力電圧
が、各昇圧動作後毎で微妙に相違することがある。特に
各ラインデータが転送される度に設けられる各水平ブラ
ンキング期間において昇圧制御態様が互いに相違する
と、出力バッファ１４０等を介した各ラインデータの転
送にかかる電圧同士が相違することとなる。そして、こ
れらデータの再生時において、各ライン毎のデータ転送
にかかる電圧同士の相違に起因して画面上に横線状のノ
イズが現れることがある。このような横線状のノイズは
人間の視覚にとらえられやすいために、同横線状のノイ
ズを回避する何らかの処置をとることが望まれる。

【００５１】そこで本実施形態では、１撮像画像分の信
号（インターレース式を想定しているため、実際には１
フィールド分の信号）が転送される期間においては、昇
圧能力の変更が行われないようにしている。これによ
り、各水平ブランキング期間の昇圧動作が同一の制御態
様にて行われることとなるために、上記横線状のノイズ
の発生が回避されるようになる。

【００５２】以下、これについて図３を参照して更に詳
述する。

【００５３】本実施形態においても、昇圧制御部４００
は、上記第１の実施形態と同様、抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３
によってチャージポンプ２６０の出力電圧及び接地間を
分圧して、これらと基準電圧３２０とを比較する。そし
て、この比較結果は判定部３３０によって３段階に評価
され、第１カウンタ３４０によって補助クロックφＳに
同期してカウントされていく。

【００５４】ただし、第２カウンタ３６０へは、マスタ
ークロック２３０からクロックの供給はなく、代わり
に、撮像信号の停止期間中以外は論理「Ｌ」レベルの信
号が出力され、撮像信号の停止期間中にのみマスターク
ロックφＭと同期したクロックとなるクロックφＭ’が
タイミング発生部２４０’から供給される。

【００５５】また、各１撮像画像分のデータが転送され
る度に設けられる垂直ブランキング期間以外には、第１
カウンタ３４０のカウンタ値と第２カウンタ３６０のカ
ウンタ値とが補助クロックφＳに同期して比較回路３５
０において比較されることがないよう、第１カウンタ３
４０から比較回路３５０への出力が規制される。そし
て、同比較回路３５０への出力が規制される期間におい
ては、その規制が始まる直前の第１カウンタ３４０のカ
ウンタ値が比較回路３５０に入力され続けるように設定
する。このように設定することで、比較回路３５０から
出力される昇圧クロックφＣは、１撮像画像分の信号が
出力される期間においては、同一のデューティ比にて制
御される。

【００５６】具体的には、タイミング発生部２４０’に
おいて、垂直ブランキング期間のみに論理「Ｈ」レベル
となる許可信号φＶを生成し、この許可信号φＶに基づ
いて、第１カウンタ３４０の値が比較回路３５０へ出力
されるように設定する。そして、この許可信号φＶは、
ラッチ回路４１０とセレクタ４２０とに入力される。こ
のラッチ回路４１０には、第１カウンタ３４０の出力信
号が入力され、許可信号φＶの立ち下がり時に同期して
この第１カウンタ３４０からの入力信号を保持する。

【００５７】一方、セレクタ４２０は、第１カウンタ３
４０の出力が入力される端子Ａと、ラッチ回路４１０の
出力が入力される端子Ｂとを備えている。また、インバ
ータ４３２を設けることで、切替端子ＳＡと切替端子Ｓ
Ｂとには、許可信号φＶがそれぞれ互いに論理反転した
信号として入力される構成とする。これにより、セレク
タ４２０は、切替端子ＳＡに論理「Ｈ」レベルの信号が
入力されたときには、端子Ａ及び比較回路３５０間を、
また、切替端子ＳＢに論理「Ｈ」レベルの信号が入力さ
れときには、端子Ｂ及び比較回路３５０間を、それぞれ
選択的に導通する。したがって、垂直ブランキング期間
においては、上記第１の実施形態同様のフィードバック
制御が、またそれ以外の期間では、一定のデューティ比
の昇圧制御が行われることとなる。

【００５８】ここで、本実施形態におけるフィードバッ
ク制御について、図４を用いて更に説明する。

【００５９】すなわち、第１カウンタ３４０のカウンタ
値（図４（ｃ）参照）は、補助クロックφＳに同期して
絶えず更新される。一方、同一のフィールド内において
は（図４（ａ）参照）、許可信号φＶが論理「Ｌ」レベ
ルに維持されるため（図（ｂ）参照）、セレクタ４２０
の出力は、ラッチ回路４１０の出力（図４（ｄ）参照）
と同一の値に固定される。したがって、同一フィールド
内の各水平ブランキング期間においては、同一のデュー
ティ比を有する昇圧クロックφＣにて昇圧制御が行われ
る。

【００６０】次に、１フィールドデータが転送される度
に設けらる垂直ブランキング期間においては、許可信号
φＶが論理「Ｈ」レベルとなることで、セレクタ４２０
の出力は第１カウンタ３４０の出力と同一となる。これ
により、チャージポンプ２６０は、補助クロックφＳの
クロック周期でフィードバック制御がなされる。

【００６１】そして垂直ブランキング期間が終了する
と、許可信号φＶが論理「Ｈ」レベルから論理「Ｌ」レ
ベルへと変化するのに伴い、ラッチ回路４１０の出力が
許可信号φＶの変化時の第１カウンタ３４０の値に更新
される。また、セレクタ４２０では、このラッチ回路４
１０の更新された値と同一の値が出力される。

【００６２】以上、説明した本実施形態によれば、上記
第１の実施形態の（１）〜（４）の効果に加えて、更に
以下の効果が得られるようになる。

【００６３】（５）１画像の信号が出力される期間にお
いては、チャージポンプ２６０の制御態様の変更を規制
することで、映像信号の再生に伴う横線状のノイズの発
生を的確に回避することができる。

【００６４】（６）撮像信号の停止期間中にのみ昇圧制
御を行うことで、撮像信号にノイズが混入することを好
適に回避することができる。

【００６５】ここで、デューティ比を変更することで昇
圧能力を変更する場合には、例えばクロック数を変更す
る場合と比べてより精度のよい昇圧能力の可変制御が可
能となる。すなわち、クロック数を変更する場合には、
トランジスタの応答の観点からすればそのクロック周期
をあまり小さく設定することができないが、上述したよ
うに撮像信号の出力が停止されている限られた期間にの
み昇圧制御が行われるために、クロック周期が大きいと
一回の昇圧期間にそのクロック数を大きく変更すること
ができない。

【００６６】この点、本実施形態によるように、デュー
ティ比を変更する方法によれば、クロックの周期をさほ
ど小さくすることなく、多段階の可変制御を的確に行う
ことができる。

【００６７】なお、上記第２の実施形態は以下のように
変更してもよい。

【００６８】・比較回路３５０への第１カウンタの出力
の規制態様については、上記構成のものに限られない。
例えば、補助クロックφＳを垂直ブランキング期間のみ
に第１カウンタのイネーブル端子Ｅに供給するようにし
てもよい。

【００６９】・上記実施形態では、同一フィールド内に
おける昇圧クロックφＣのデューティ比を、比較回路３
５０への出力が規制される直前の第１カウンタ３４０の
値に設定したが、これに限られない。例えば、同一フィ
ールド内のチャージポンプ２６０の出力電圧を監視し、
この監視結果に基づいて次のフィールド内でのデューテ
ィ比を設定してもよい。これについては、例えば、次の
ようにすればよい。すなわち、（イ）第１カウンタ３４
０の出力を積算していく積分回路、（ロ）同積分回路に
よって得られる１フィールド内の第１カウンタの積分値
を所定量（例えば１フィールドにおける補助クロックφ
Ｓの波数）で除算する除算部、をそれぞれ設ける。そし
て、この除算部によって演算された値に基づいて、次の
フィールド内の昇圧クロックφＣのデューティ比を設定
する。このように設定することで、前フィールドの出力
電圧の状態に基づいて、昇圧条件を設定するフィードバ
ック制御が可能となる。

【００７０】その他、上記各実施形態に共通して変更可
能な要素としては、例えば以下のものがある。

【００７１】・上記各実施形態では、チャージポンプ２
６０の出力電圧及び接地間を抵抗分割により分圧した２
つの値と基準電圧とを比較することで、チャージポンプ
２６０の出力電圧を２つの異なる比較用電圧と比較する
構成としたが、これに限られない。例えば、異なる２つ
の基準電圧とチャージポンプ２６０の出力電圧との１つ
の分圧値との比較を行うなどしてもよい。

【００７２】・上記実施形態では「＋８Ｖ」近傍への昇
圧制御を例として示したが、負電圧側への昇圧制御に関
しては、上記比較用電圧と出力電圧との比較は、絶対値
による比較であるものとして、これに基づくフィードバ
ック制御態様の変更を行えばよい。

【００７３】・上記各実施形態では、チャージポンプ回
路としてトランジスタ及びコンデンサから構成される回
路を想定したが、ダイオード及びコンデンサからなるも
のでもよい。

【００７４】・昇圧クロックのデューティ比の変更は、
マスタークロックの波数に基づいて行う構成に限らな
い。要は、一定周期のクロックにおける異なる２つの論
理レベル信号の比を変更することができれば、任意の構
成でよい。

【００７５】・昇圧能力の可変制御は、昇圧クロックの
デューティ比の変更によるものに限られず、例えば昇圧
クロックの周波数変更を行うなど任意の制御を用いてよ
い。

【００７６】・昇圧能力の増大制御や減少制御は、アナ
ログ的に無段階に行ってもよい。

【００７７】・更に、昇圧能力の増大制御や減少制御
は、昇圧能力の増大制御、昇圧能力の維持制御、昇圧能
力の減少制御の３段階の制御ができるものでもよい。

【００７８】・昇圧回路としては、必ずしもチャージポ
ンプ回路に限られない。本発明の昇圧システムは、昇圧
出力を安定化するためのフィードバック制御回路を備え
る任意の昇圧回路に適用可能である。

【００７９】

【発明の効果】請求項１記載の発明では、昇圧回路の出
力電圧と基準電圧との一方について、その値を異ならし
めた２つの電圧値を、他方の電圧と比較し、他方の電圧
がそれら２つの電圧値の間にある期間は昇圧能力の維持
制御が行われる。このため、昇圧回路の出力電圧が異な
る２つの電圧値内にあるときには、昇圧能力の維持制御
がなされることとなる。したがって、本発明の構成によ
れば、出力電圧をより早期に収束させることができ、ひ
いては、同出力電圧に発振状のノイズが乗るという問題
を好適に回避することができるようになる。

【００８０】請求項２記載の発明によれば、昇圧回路の
出力電圧から２つの異なる分圧値を生成して、この２つ
の電圧値と単一の基準電圧とを比較するために、単一の
基準電源を用いて同出力電圧を２つの異なる電圧値内に
制御することができるようになる。

【００８１】請求項３記載の発明によれば、基準電圧を
２つの異なる電圧値に設定して、この２つの電圧値と昇
圧回路の出力電圧に応じて生成される単一の電圧とを比
較することで、昇圧回路の出力電圧を２つの異なる電圧
値内に制御することができるようになる。

【００８２】請求項４記載の発明によれば、簡易な構成
にて昇圧能力の多段階制御を行うことができるようにな
る。

【００８３】請求項５記載の発明によれば、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。

【００８４】請求項６記載の発明では、チャージポンプ
回路に印加されるクロックのデューティ比を変更するこ
とで、昇圧能力を変更することができるようになる。

【００８５】請求項７記載の発明によれば、上記各請求
項記載の昇圧システムを撮像装置に組み込むことで、昇
圧回路の出力電圧が所望の値に収束するまでの間に撮像
信号にノイズがのるという問題を好適に回避することが
できるようになる。

【００８６】請求項８記載の発明によれば、１垂直走査
期間内は、昇圧回路のその時点での昇圧能力を維持する
ために、水平１ラインデータ毎にその転送にかかる電圧
が大きく異なることがなくなり、ひいては、撮像信号を
再生して得られる画像に横線状のノイズがのるおそれを
好適に回避することができるようになる。

【００８７】請求項９記載の発明によれば、特定の垂直
走査期間における昇圧回路の出力電圧を取り込み、これ
に応じて続く垂直走査期間の昇圧回路の昇圧能力を設定
するために、的確なフィードバック制御を行うことがで
きるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる昇圧システムをＣＣＤ撮像装置
及びその駆動回路に適用した第１の実施形態の全体構成
を示すブロック図。

【図２】同実施形態における昇圧制御態様を示すタイム
チャート。

【図３】本発明にかかる昇圧システムをＣＣＤ撮像装置
及びその駆動回路に適用した第２の実施形態の全体構成
を示すブロック図。

【図４】同実施形態における昇圧制御態様を示すタイム
チャート。

【図５】チャージポンプの一例を示す回路図。

【図６】上記チャージポンプの動作例を示すタイミング
チャート。

【符号の説明】

１００…ＣＣＤイメージセンサ、１１０…撮像部、１２
０…蓄積部、１３０…水平転送部、２１０…垂直ドライ
バ、２２０…水平ドライバ、２３０…マスタークロッ
ク、２４０…タイミング発生部２４０、２５０…システ
ム電源、２６０…チャージポンプ、３００、４００…フ
ィードバック制御部、３１１、３１２…比較器、３２０
…基準電圧、３３０…判定部、３４０…第１カウンタ、
３５０…比較回路、３６０…第２カウンタ、４１０…ラ
ッチ回路、４２０…セレクタ、４３２…インバータ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】昇圧回路の出力電圧を基準電圧と比較し、
その比較結果に応じて前記昇圧回路の昇圧能力をフィー
ドバック制御する昇圧システムにおいて、前記昇圧回路の出力電圧と前記基準電圧との比較を、そ
れら一方の電圧についてその値を異ならしめた２つの電
圧値と他方の電圧との間で行い、該他方の電圧がそれら
２つの電圧値の間にある期間は前記フィードバック制御
として前記昇圧回路のその時点での昇圧能力を維持する
制御を行うことを特徴とする昇圧システム。
【請求項２】前記昇圧回路の出力電圧から２つの異なる
分圧電圧を生成して前記２つの電圧値とし、これら２つ
の電圧値と単一の基準電圧とを比較して前記フィードバ
ック制御を行う請求項１記載の昇圧システム。
【請求項３】前記基準電圧を異なる２電圧に設定して前
記２つの電圧値とし、これら２つの電圧値と前記昇圧回
路の出力電圧に応じて生成される単一の電圧とを比較し
て前記フィードバック制御を行う請求項１記載の昇圧シ
ステム。
【請求項４】前記比較される他方の電圧が、前記２つの
電圧値の間にあるときには「０」、同２つの電圧値の間
から外れるときにはそれら外れる方向に応じてそれぞれ
「＋１」、「−１」とする判定結果を得る判定部と、該
判定部の判定結果を積算するカウンタと、を備え、該カ
ウンタの計数値に基づいて前記昇圧回路の昇圧能力をフ
ィードバック制御することを特徴とする請求項２又は３
に記載の昇圧システム。
【請求項５】前記昇圧回路が、所定のディーティ比を有
するクロックで駆動されるチャージポンプ回路である請
求項１〜４のいずれかに記載の昇圧システム。
【請求項６】前記駆動クロックのデューティ比に応じて
前記チャージポンプ回路の昇圧能力が変更されることを
特徴とする請求項５記載の昇圧システム。
【請求項７】パルス駆動される固体撮像素子を含む撮像
装置に組み込まれ、前記固体撮像素子の水平走査あるい
は垂直走査の少なくとも一方のブランキング期間に昇圧
動作を繰り返して、前記固体撮像素子を駆動する駆動回
路に前記昇圧回路の出力電圧を供給することを特徴とす
る請求項１〜６のいずれかに記載の昇圧システム。
【請求項８】前記固体撮像素子の１垂直走査期間内は、
前記比較結果に関わらず前記昇圧回路のその時点での昇
圧能力を維持することを特徴とする請求項７記載の昇圧
システム。
【請求項９】前記固体撮像素子の特定の垂直走査期間に
前記比較結果を取り込み、取り込んだ比較結果に応じ
て、続く垂直走査期間の前記昇圧回路の昇圧能力を設定
することを特徴とする請求項８に記載の昇圧システム。