JP2008118517A - Television camera apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、超小型なテレビジョンカメラ装置における電源回路構成の改良に関する。 The present invention relates to an improvement of a power supply circuit configuration in an ultra-small television camera device.
従来のテレビジョンカメラ装置の全体構成図を図3に示す。この図において、カメラ内部の電源電圧は、入力電圧をDC/Dコンバータなどのスイッチング電源回路で変換して作られている。外部からカメラに入力される電源電圧は、+12Vが主流であったが、カメラ内部で必要とされる電源電圧は、CCD駆動用の+12〜+15V,−5〜−7V,信号処理のための+5Vや+3.3Vというように数種類が必要とされるため、図4に示すようなスイッチング電源回路が用いられていた。カメラ内部にスイッチング電源回路がある場合、スイッチング電源回路は、入力電源電圧のラインをFET(電界効果トランジスタ)や通常のトランジスタを用いてON/OFFするため、電磁誘導により電源やグランドラインに急激な電流が流れ、映像信号の処理回路に影響を与えやすくなり、画質劣化の要因の一つになっていた。特に超小型なテレビジョンカメラ装置においては、部品の実装面積が小さい分、その影響を受けやすく、画質向上を妨げる要因の一つであった。 FIG. 3 shows an overall configuration diagram of a conventional television camera apparatus. In this figure, the power supply voltage inside the camera is created by converting the input voltage with a switching power supply circuit such as a DC / D converter. The main power supply voltage input to the camera from outside is + 12V, but the power supply voltage required inside the camera is +12 to + 15V, -5 to -7V for CCD drive, and + 5V for signal processing. Since several types such as + 3.3V are required, a switching power supply circuit as shown in FIG. 4 has been used. When there is a switching power supply circuit inside the camera, the switching power supply circuit turns on / off the line of the input power supply voltage using an FET (field effect transistor) or a normal transistor. A current flows, which easily affects the video signal processing circuit, which is one of the causes of image quality degradation. In particular, in an ultra-small television camera device, it is one of the factors that hinder the improvement of image quality because it is easily affected by the small mounting area of components.
テレビジョンカメラ装置でスイッチング電源回路を使用した既出願特許としては次の例などがある。
従来のカメラの電源回路は、前述のようにスイッチング電源回路が用いられているが、超小型のテレビジョンカメラ装置では、部品の実装面積が小さく配線が接近しているために、スイッチング電源回路のFETまたはトランジスタのON/OFF時に発生するスイッチングノイズがカメラの画質に与える影響が大きい。また、画質を優先させるために、スイッチング電源回路を用いず、シリーズレギュレータを多用した場合には、シリーズレギュレータの入出力間の電位差が、そのまま損失となり、発熱が大きくなる。テレビジョンカメラの筐体が小さい場合には、この発熱を放出する面積が小さいため実用上問題となってしまう。また、シリーズレギュレータだけでは、テレビジョンカメラ内部で必要とされるすべての電圧をつくることはできない。 As described above, the switching power supply circuit is used for the power supply circuit of the conventional camera. However, in the ultra-small television camera device, the mounting area of the parts is small and the wiring is close, so that the switching power supply circuit The switching noise generated when the FET or transistor is turned on / off greatly affects the image quality of the camera. In addition, in order to prioritize image quality, when a series regulator is frequently used without using a switching power supply circuit, the potential difference between the input and output of the series regulator becomes a loss as it is and heat generation increases. When the housing of the television camera is small, this causes a problem in practice because the area for releasing the heat is small. Also, a series regulator alone cannot produce all the voltages needed inside a television camera.
本発明は、従来の超小型テレビジョンカメラ装置の電源回路が抱えている上述の問題点を解決することにより、テレビジョンカメラ内部で必要とする電圧を生成し、表示画像の画質劣化がなく、発熱の少ないテレビジョンカメラ装置を提供することを目的とする。 The present invention generates the voltage required inside the television camera by solving the above-mentioned problems that the power supply circuit of the conventional ultra-small television camera device has, and there is no image quality deterioration of the display image. An object of the present invention is to provide a television camera device that generates little heat.
上記の目的を達成するために、本発明では、可搬型テレビジョンカメラ装置において、テレビジョンカメラで必要な複数の直流電源電圧を、チャージポンプ昇圧回路とその出力電圧のリップルを除去するシリーズレギュレータとを組合せて生成することとする(請求項1)。 In order to achieve the above object, in the present invention, in a portable television camera device, a plurality of DC power supply voltages required for a television camera are converted into a charge pump booster circuit and a series regulator that removes ripples of the output voltage. (Claim 1).
この際に、チャージポンプ型昇圧回路として、通常のチャージポンプ型昇圧回路と、2倍のチャージポンプ型昇圧回路と、マイナス電源電圧を生成するチャージポンプ型反転回路、とを組合せて生成することとする(請求項2)。 At this time, the charge pump booster circuit is generated by combining a normal charge pump booster circuit, a double charge pump booster circuit, and a charge pump inverter circuit that generates a negative power supply voltage. (Claim 2).
実際には、入力電源電圧と、入力電源電圧を昇圧するチャージポンプ昇圧回路2とチャージポンプ型昇圧回路2で出力した電圧のリップルを除去するシリーズレギュレータ5とチャージポンプ型昇圧回路2で出力された電圧をさらに2倍に昇圧する2倍チャージポンプ型昇圧回路3とマイナス電源電圧を生成するチャージポンプ型反転回路4と、2倍チャージポンプ型昇圧回路3とチャージポンプ型反転回路4から出力される電圧のリップルを除去し、CCDの駆動電圧を生成するシリーズレギュレータ5を設けることとする(請求項3)。
Actually, it is output from the input power supply voltage, the charge
また、チャージポンプ型昇圧回路2で出力される電圧を入力電源電圧の約1.2倍にし、2倍チャージポンプ型昇圧回路3では、さらに電圧を2倍に昇圧し、チャージポンプ型反転回路4では、チャージポンプ型昇圧回路2の出力電圧を反転することとする(請求項4)。
Further, the voltage output by the charge pump
テレビジョンカメラ装置において、カメラ内部で使用する電圧の生成には、入力電源電圧を映像信号処理回路基準電源電圧にほぼ等しくし、電源電圧の昇圧やマイナス電源電圧は、チャージポンプ型昇圧回路、2倍チャージポンプ型昇圧回路、チャージポンプ型反転回路を用いることで生成するために、電源の損失による発熱や、電源ノイズの発生をおさえることができるために、超小型の筐体でも低消費電力で発熱が少ない小型テレビジョンカメラ装置を製造することができる。 In the television camera apparatus, in order to generate a voltage used inside the camera, the input power supply voltage is made substantially equal to the video signal processing circuit reference power supply voltage, and the boosting of the power supply voltage and the negative power supply voltage are a charge pump type booster circuit, 2 Since it is generated by using the double charge pump type booster circuit and charge pump type inverter circuit, it can suppress heat generation due to power loss and power noise, so it can be used with low power consumption even in an ultra-small housing. A small television camera device that generates less heat can be manufactured.
図1を参照して、本発明の実施例を説明する。この図において、シリーズレギュレータ5は入力電圧にあるリップルノイズを取り除き安定した電圧を出力する回路であり、図3に示す従来技術と同等である為、詳しい説明を省略し、シリーズレギュレータに入力されるまでの回路について説明する。
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this figure, the
映像信号処理回路基準電源電圧とほぼ等しい入力電源電圧1は、まずチャージポンプ型昇圧回路2で昇圧される。ここでの昇圧は、CCD駆動用の電源電圧+12Vの約1/2である6Vを生成するとその後の損失をより少なくすることが出来る。映像信号処理回路基準電源電圧は、チャージポンプ型昇圧回路2で得られた電圧をシリーズレギュレータ5で安定化させることで、入力電圧が多少変動しても安定して得ることができる。また、CCDを駆動する為には、+12Vといったさらに高い電源電圧と、−5Vのような負の電源電圧が必要である。CCDを駆動する電圧のうち、+12Vにおいてはチャージポンプ型昇圧回路2で出力された電圧をさらに2倍チャージポンプ型昇圧回路3でさらに2倍にすることで得ることができる。また、−5Vといった負の電圧は、チャージポンプ型昇圧回路2の出力電圧をチャージポンプ型反転回路4で反転することで得ることが出来る。2倍チャージポンプ型昇圧回路3やチャージポンプ型反転回路4から出力された電圧は、シリーズレギュレータ5を用いることでリップルノイズ等を取り除き、より安定化することが出来る。カメラとしての発熱をより少なくするためには、シリーズレギュレータ5の入出力間電圧を最小限におさえれば良いので、その電圧になるようにチャージポンプ型昇圧回路2における、コンデンサの容量をトリミングすることなどで、チャージポンプ型昇圧回路2の出力電圧を決定すればよい。
An input power supply voltage 1 substantially equal to the video signal processing circuit reference power supply voltage is first boosted by the charge
本発明の装置で使用したチャージポンプ型昇圧回路の実際の回路例を図2(a)に示す。この回路の動作は、INに入った入力電圧を、PチャンネルFET21,NチャンネルFET22,ダイオード23,コンデンサ24で構成したチャージポンプ型昇圧回路で昇圧する。また2倍チャージポンプ型昇圧回路の回路例は、(b)のように
PチャンネルFET31,NチャンネルFET32をそれぞれ2個使用することで実現される。チャージポンプ型反転回路は、(c)のような回路で実現することができる。
それぞれの回路に入っているFETは、FET後段のコンデンサに電荷がチャージされるのを制御するため、図4に示すスイッチング回路のように電源ラインを直接ONN/OFFしない為、FETまたはトランジスタのON/OFF時に発生するスイッチングノイズがなく、かつシリーズレギュレータ回路を用いた場合のような大きな損失がないので、発熱が少ない。当社の同型のカメラでチャージポンプ型の回路を使った場合における映像信号に影響するノイズは、スイッチング電源回路を使った場合にくらべ1/10に低減することができ、また電源回路の効率も20パーセント改善することができた。また、チャージポンプ型の回路は、スイッチング電源回路に用いられているような高価な専用ICを使用しないため、電源回路におけるコストは、20パーセント低減することができた。
An actual circuit example of the charge pump type booster circuit used in the apparatus of the present invention is shown in FIG. In this circuit, the input voltage input to IN is boosted by a charge pump type booster circuit composed of a P-
Each FET in each circuit controls the charging of the capacitor at the latter stage of the FET, so the power supply line is not turned ON / OFF directly like the switching circuit shown in FIG. There is no switching noise generated at the time of / OFF, and there is no large loss as in the case of using a series regulator circuit, so there is little heat generation. The noise that affects the video signal when using a charge pump type circuit with our camera of the same type can be reduced to 1/10 compared with the case of using a switching power supply circuit, and the efficiency of the power supply circuit is 20%. Percentage could be improved. In addition, since the charge pump type circuit does not use an expensive dedicated IC used in a switching power supply circuit, the cost of the power supply circuit can be reduced by 20%.
画像劣化の少ないテレビジョンカメラ装置として、広範囲な分野に使用可能である。特に、プリント基板上の半導体の配線に使用するワイヤボンダの先端可動装置部に搭載してワイヤの接合状態の画像検査や、顕微鏡に取り付けて画像撮影や、小型セキュリティーカメラとして使用する用途には最適である。 As a television camera device with little image deterioration, it can be used in a wide range of fields. In particular, it is ideal for applications such as image inspection of wire bonding state mounted on the tip movable device part of a wire bonder used for semiconductor wiring on a printed circuit board, image shooting by attaching to a microscope, and use as a small security camera. is there.
1:入力電源
2:チャージポンプ型昇圧回路
3:2倍チャージポンプ型昇圧回路
4:チャージポンプ型反転回路
5:シリーズレギュレータ
9:スイッチング電源回路
21,31,41,91:PチャンネルFET(電界効果トランジスタ)
22,32,42:NチャンネルFET
23,33,43,93:ダイオード
24,34,44,94:コンデンサ
35:インバータ
92:コイル
95:スイッチング電源コントロールIC
1: input power supply 2: charge pump booster circuit 3: double charge pump booster circuit 4: charge pump inverter circuit 5: series regulator 9: switching
22, 32, 42: N-channel FET
23, 33, 43, 93:
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2006301450A JP2008118517A (en) | 2006-11-07 | 2006-11-07 | Television camera apparatus |
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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JP2006301450A Pending JP2008118517A (en) | 2006-11-07 | 2006-11-07 | Television camera apparatus |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017143044A1 (en) * | 2016-02-16 | 2017-08-24 | Arctic Sand Technologies, Inc. | Switched capacitors for ac-dc applications |
US11901817B2 (en) | 2013-03-15 | 2024-02-13 | Psemi Corporation | Protection of switched capacitor power converter |
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2006
- 2006-11-07 JP JP2006301450A patent/JP2008118517A/en active Pending
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WO2017143044A1 (en) * | 2016-02-16 | 2017-08-24 | Arctic Sand Technologies, Inc. | Switched capacitors for ac-dc applications |
US11258371B2 (en) | 2016-02-16 | 2022-02-22 | Psemi Corporation | Switched capacitors for AC-DC applications |
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