CN1449187A - 摄像装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种摄像装置，其中，CCD图像传感器(1)把响应入射光而产生的信息电荷存储在各感光像素中。升压电路(2)在升压时钟(CKV)振动的期间内，把电源电压(VD)升压，产生(VOH、VOL)。垂直驱动电路(4)接收升压电路(2)的输出(VOL)而工作，向CCD图像传感器(1)供给驱动时钟。时序控制电路(11)生成垂直同步信号(VD)和水平同步信号(HD)，并且生成升压时钟(CKV)。而且，时序控制电路(11)响应摄像动作的上升的开始，在规定的期间内，连续使升压时钟(CKV)振动，然后，只在垂直同步信号(VD)和水平同步信号(HD)的消隐期间内，使升压时钟(CKV)振动。从而可在防止图像信号劣化的同时实现摄像装置中的电压上升时间的高速化。
Description
技术领域
本发明涉及配置有产生升压电压的升压电路的摄像装置。
背景技术
以往，在使用了固态摄像元件(CCD图像传感器)的数字相机等的摄像装置中，很多都采用电池作为工作电源。因为这样的电池已经决定了输出电压的幅度，所以在用于CCD图像传感器的驱动时，设置了升压电路和电压调整电路。图5是表示这样的摄像装置的结构的框图。
图5所示的摄像装置由CCD图像传感器1、升压电路2、电压调整电路3、垂直驱动电路4、水平驱动电路5和时序控制电路6构成。这里所示的摄像装置在垂直驱动电路3的输入一侧设置了升压电路2，把从电池(未图示)供给的电源电压VD升压到规定的电压，用该规定的电压驱动CCD图像传感器1。
CCD图像传感器1具有包括行列配置的多个感光像素的感光区域，入射到该感光面的光由各感光像素接收，通过光电变换产生信息电荷。在CCD图像传感器1中，在存储器间中把该信息电荷存储在各感光像素中，然后按照来自电压调整电路3和垂直驱动电路4的时钟脉冲依次传输输出。然后，通过设置在传输线路的最终级的输出部变换为电压值，作为图像信号Y(t)输出。在该CCD图像传感器1中，有传输方式彼此不同的几种类型，这里举例表示具有摄像部1i、存储部1s、水平传输部1h和输出部1d的帧传输型的CCD摄像传感器，并进行了以下的说明。
升压电路2例如是采用充电泵方式的升压电路，用于取得从外部供给的电源电压VD并升压，生成正向的升压电压VOH(例如5V)和负向的升压电压VOL(例如-5V)。电压调整电路3取得电源电压VD，生成规定的调整电压(例如2.0V～2.5V)，作为输出VK向水平驱动电路5输出。
垂直驱动电路4接收从升压电路2输出的升压电压VOL而工作，生成帧传输时钟φf和垂直传输时钟φv，向摄像部1i和存储部1s输出。用该垂直驱动电路4生成的帧传输时钟φf和垂直传输时钟φv与由时序控制电路6生成的垂直同步信号VT和水平同步信号HT同步生成。据此，在垂直同步信号VD的消隐期间中，存储在摄像部1i的信息电荷被统一取得存储部1s中，并且取得存储部1s中的信息电荷与水平同步信号同步，以一行单位依次传输输出到水平传输部1h。
水平驱动电路5接收从电压调整电路3输出的调整电压VK而工作，生成水平传输时钟φh和复位传输时钟φr，向水平传输部1h和输出部1d输出。由这样的水平驱动电路5生成的水平传输时钟φh和复位传输时钟φr是与水平同步信号HD同步而生成的。据此，存储在水平传输部1h中的一行部分的信息电荷在水平同步信号HD的一个周期的期间(1H)中，依次以一个像素单位传输输出到输出部1d。
时序控制电路6由对一定周期的基准时钟CK进行计数的多个时钟构成，以规定的比率对基准时钟CK进行分频，生成垂直同步信号VD和水平同步信号HD。另外，时序控制电路6的结构为：接收决定摄像装置的开始动作的时序的开始触发信号ST。这里，之所以设置开始触发信号ST是因为例如在配置在电子仪器中的类型的摄像装置中，设定了等待模式。该等待模式是指在电子仪器一侧不使用相机功能的期间中，切断对摄像装置的电源的供给，用于抑制作为电子仪器全体的耗电。而且，在时序控制电路6中，响应该开始触发信号ST，生成升压时钟CKV，向升压电路2输出。时序控制电路7向对于来自CCD图像传感器1的输出信号实施规定的信号处理的信号处理电路(未图示)也供规时序信号，使各电路的动作与CCD图像传感器1的动作时序同步。
图6是说明图5的动作的时序图。在该图6中，说明几个设定的摄像动作中的防止基于升压电路2的升压动作对图像信号的影响的动作。另外，在该图中，(H)、(L)分别表示H电平、L电平。
开始触发信号ST是决定对摄像装置开始接通电源的时序的信号，例如在H电平的期间允许对摄像装置的电源的供给，反之，在L电平的期间停止电源的供给。因此，在图6中，在时序t0，解除了等待模式，开始了摄像装置的上升。图像信号Y(t)是CCD图像传感器1的输出信号，在水平同步信号H为H电平的期间中输出了信号电平，在水平同步信号HD为低电平的期间中停止了信号电平的输出。该图像信号Y(t)在水平同步信号HD的一个周期中输出一行部分的信号电平，在图6中，在时序t1～t2、t3～t4、t5～t6、t7～t9的各期间中，输出了一行部分的信号电平。另外，在时序t1～t2、t3～t4、t5～t6、t7～t9的期间中输出的图像信号Y(t)是在升压电压VOH达到所希望的电压VH[V]之前输出的，在下一级的信号处理电路中是无效的。升压时钟CKV是控制升压电路2的升压动作的时钟信号，生成为在水平同步信号HD的消隐期间即时序t1～t2、t3～t4、t5～t6、t7～t9的期间中振动。因此，在接收升压时钟CKV的升压电路2中，只在水平同步信号HD的消隐期间中，进行升压动作。这样的动作在负向的输出电压VOL也是同样的，只在水平同步信号HD的消隐期间中进行了升压动作。象这样只在水平同步信号HD和垂直同步信号VD的消隐期间中，供给升压时钟CKV，防止了升压时钟CKV导致的噪声混入图像信号Y(t)中的摄像装置例如在本申请人的特开2001～218119号中进行了描述。
发明内容
在上述的摄像装置中，因为间歇地进行了升压电路2的动作，所以升压电压的上升变得缓和。因此，对驱动电路供给的电压达到所需的电压值需要充分的时间，成为阻碍摄像装置的上升时间的高速化的重要原因。
因此，本发明为了解决上述的问题，其目的在于提供防止图像信号的劣化，并且能使上升时间高速化的摄像装置。
本发明是鉴于所述课题而提出的，其特征在于：具有把响应入射光而产生的信息电荷存储在行列配置的多个感光像素中的固态摄像元件；把输入电压升压而产生升压电压的升压电路；接受所述升压电压，产生驱动时钟，使存储在所述固态摄像元件的多个感光像素中的信息电荷传输输出的驱动电路；在决定所述固态摄像元件的垂直扫描和水平扫描的时序的同时，产生使所述升压电路工作的升压时钟的时钟发生电路；所述时钟发生电路在所述固态摄像元件的垂直扫描和水平扫描的消隐期间内的至少一部分期间中产生所述升压时钟，并且只在摄像动作的上升期间的规定的期间内连续产生所述升压时钟。
附图说明
图1是表示本发明实施例1的结构的框图。
图2是说明图1的动作的时序图。
图3是表示本发明实施例2的结构的框图。
图4是说明图3的动作的时序图。
图5是表示以往的摄像装置的结构的框图。
图6是说明图5的动作的时序图。
图中：1—CD图像传感器；2—升压电路；3—电压调整电路；4—垂直驱动电路；5—水平驱动电路；6、11、21—时序控制电路；12—VD.HD生成部；13—FT生成部；14—VT.HT生成部；15—升压时钟生成部；16—计数器；17、23—控制部；22—比较部。
具体实施方式
图1是表示本发明实施例1的结构的框图。本发明的摄像装置由CCD图像传感器1、升压电路2、电压调整电路3、垂直驱动电路4水平驱动电路5和作为时钟发生电路的时序控制电路11构成。须指出的是，图1所示的结构中，对于与图5所示的相同的结构的块，采用了相同的符号，这里省略了说明。
本发明的特征在于：响应摄像动作的上升期间，在规定期间中连续地向升压电路2供给升压时钟CKV，响应升压电路2的输出电压上升到规定的电压，切换升压时钟CKV的生成状态。
时序控制电路11由VD.HD生成部12、FT生成部13、VT.HT生成部14、升压时钟生成部15、计数器16和控制部17构成。
VD.HD生成部12由对一定周期的基准时钟CK进行计数的多个时钟构成，以规定的比率对基准时钟CK进行分频，生成垂直同步信号VD和水平同步信号HD。FT生成部13取得由VD.HD生成部12生成的垂直同步信号VD，生成与垂直同步信号VD同步的帧时序信号FT。该帧时序信号FT决定由垂直驱动电路4生成的帧传输时钟φf的时序的触发信号，并且配合垂直同步信号VD的消隐期间上升。据此，把帧传输时钟φf控制在垂直同步信号VD的消隐期间中，把存储在摄像部1i中的一个画面的信息电荷统一传输输出。
VT.HT生成部14取得垂直同步信号VD和水平同步信号HD，生成与这些信号同步的垂直传输时序信号VT和水平传输时序信号HT。垂直传输时序信号VT是决定由垂直驱动电路4生成的垂直传输时钟φv的时序的触发信号，与帧移动时序信号FT和水平同步信号HD同步上升。据此，从摄像部li传输输出的信息电荷被输入到存储部1s，并且被输入的电荷与水平同步信号HD同步，以行为单位向水平传输部1h传输输出。而水平传输时序信号HT是决定由水平驱动电路5生成的水平传输时钟φh的时序的触发信号，与水平同步信号HD同步生成。据此，存储在水平传输部1h中的信息电荷与水平同步信号HD同步，以一个像素为单位传输输出到输出部1d。
升压时钟生成部15响应从外部输入的开始触发信号ST，生成升压时钟CKV。该升压时钟CKV是控制升压电路2的升压动作的时钟脉冲，在接收它的升压电路2中，只在升压时钟CKV振动的期间中，进行升压动作。计数器16从开始触发信号ST的上升时序开始对升压时钟CKV计数，把该计数输出CA向控制部17输出。控制部17把计数器16的计数输出CA与预先设定的目标值比较。然后，按照比较结果，把控制升压时钟CKV的生成状态的第一控制信号MC向升压时钟生成部15输出，并且把控制各种时序信号的振动开始的时序的第二控制信号NC向FT生成部13、VT.HT生成部14输出。
下面，说明图1的动作。图2是说明图1的动作的时序图。在该图中，在时序t0，摄像装置设定为等待模式，不进行摄像动作，在时序t1，解除了等待模式，开始了摄像动作的上升。另外，关于图中的(H)、(L)，与图6同样，分别表示H电平、L电平。另外，升压电路2的输出电压有正向的升压电压VOH和负向的升压电压VOL等两种，但是这里只表示正向的升压电压VOH作为代表输出。
在摄像装置设定为等待模式的时序t0，开始触发信号ST下降为L电平，与此对应，升压时钟CKV也下降为L电平，升压电路2的输出电压VOH也变为VG[V](例如0V)。
在开始触发信号ST上升为H电平的时刻t1，响应开始触发信号ST的上升，开始升压时钟CKV的振动。与此同时，开始计数器16的计数动作，与此对应，第一控制信号MC上升为H电平。
接着，在计数器16的计数输出CA达到目标值的时序t3，第一控制信号MC下降为L电平，响应它，暂时停止升压时钟CKV的振动。即在接收第一控制信号MC的升压时钟生成部15中，从摄像动作的上升开始的时序到计数值达到目标值的期间中，使升压时钟CKV连续振动。据此，升压电路2的输出电压VOH也急剧地向VH[V]上升。然后，如果输出电压VOH达到VH[V]，就在该时序切换生成的连续振动的升压时钟CKV。另外，在时序t3，响应计数输出CA达到目标值，第二控制信号NC上升为H电平。在接收它的FT生成部13、VT.HT生成部14中，解除各种时序信号的输出停止，在时序t3以后，开始各种时序信号的输出。即设定为在升压电路2的输出电压VOH上升途中的期间中，不输出图像信号Y(t)，在升压电路2的输出电压VOH充分上升后，开始图像信号Y(t)的输出。
然后，在时序t3以后，升压时钟CKV间歇地振动，开始来自FT生成部13、VT.HT生成部14的各种时序信号的输出。因此，只在时序t3以后的水平扫描的消隐期间即时序t4～t5、t6～t7、t8～t9的期间中，升压时钟CKV振动，并且在除了消隐期间的水平扫描期间中，输出图像信号Y(t)。据此，能防止升压时钟CKV的振动引起的噪声混入图像信号Y(t)中。
这样，在上升开始的阶段，升压时钟CKV连续振动，经过规定的期间后，通过只使升压时钟CKV在水平同步信号HD的消隐期间振动，能防止图像信号Y(t)的劣化，能实现摄像装置的上升时间的高速化。即通过从摄像动作的上升开始的时序积极地进行升压电路2的动作，能高速地进行输出电压VOH的上升，并且在输出电压VOH稳定后，通过只在水平扫描的消隐期间中升压，能防止升压时钟CKV的振动引起的噪声混入图像信号Y(t)中。
另外，在计数器16的计数输出CA达到目标值之前的期间中，通过使来自FT生成部13、VT.HT生成部14的各种时序信号的输出停止，能防止不要的图像信号Y(t)的输出，能避免垂直驱动电路4和水平驱动电路5产生不必要的耗电。
另外，与计数值比较的目标值能适当设定，如果把升压时钟CKV连续振动的期间设定为足够长，就能设定上升界限。据此，能在处理从接通电源开始到向信号电平的输出期间的转移中确保余量。
图3是表示本发明的实施例2的框图。本实施例2与实施例1的不同点在于：设置把升压电路的输出电压与规定的基准电压比较的比较部，根据该比较部的比较结果，切换控制升压时钟的生成状态。
图3所示的摄像装置由CCD图像传感器1、升压电路2、电压调整电路3、垂直驱动电路4水平驱动电路5和作为时钟发生电路的时序控制电路21构成。在该图中，对于与图1、图4相同结构的方框部分，采用相同的符号，并省略说明。
时序控制电路21包括比较部22、控制部23、升压时钟生成部15、VD.HD生成部12、FT生成部13和VT.HT生成部14。
比较部22把升压电路2的正向、负向各自的输出电压VOH、VOL分别与另外准备的两个基准电压VRH、VRL比较，把比较输出KA向控制部23输出。这里，基准电压VRH、VRL与配合接收升压电路2的输出而工作的垂直驱动电路4和CCD图像传感器1的输出部1d的工作电压而设定的正向、负向各自的特定电压值VH[V]、VL[V]对应，关于基准电压VRH，设定为比正向的电压VH[V]稍微高的电压，关于基准电压VRL，设定为比负向的电压VL[V]稍低的电压。
控制部23根据来自比较部22的比较输出KA，检测升压电路2的输出电压到达特定的电压VOH、VOL，据此，切换控制升压时钟生成部15的升压时钟CKV的生成状态，并且切换控制FT生成部13和VT.HT生成部14的各种时序信号的输出状态。
图4是说明图3的时序图。在该图中，与图1同样，在时序t0，摄像装置设定为等待模式，不进行摄像动作，在时序t1解除等待模式，开始摄像动作的上升。
在摄像装置设定为等待模式的时序t0，开始触发信号ST下降到L电平，升压时钟CKV也下降到L电平，升压电路2的输出电压VOH也变为VG[V](例如0V)。
在开始触发信号ST上升为H电平的时刻t1，响应开始触发信号ST的上升，比较输出KA上升为H电平，响应它，升压时钟CKV连续振动。由此，使升压电路2的输出电压VOH快速地向所希望的电压VH上升。
接着，在时刻t3，当输出电压VOH达到基准电压VRH，比较输出KA就下降到L电平时，响应它，升压时钟CKV也切换为间歇地振动。另外，在时刻t3，响应比较输出KA就下降到L电平，开始来自FT生成部13、VT.HT生成部14的各种时序信号的输出。
然后，在时刻t3以后，在此后的水平扫描期间即只在时序t4～t5、t6～t7、t8～t9的期间中，升压时钟CKV振动，并且在除了消隐期间的水平扫描期间中，输出了图像信号Y(t)。据此，能防止升压时钟CKV的振动引起的噪声混入图像信号Y(t)中。
这样，即使采用把升压电路2的输出电压VOH和基准电压VRH比较，按照该比较结果切换升压时钟CKV的生成状态的结构，也能取得与实施例1同样的效果。
另外，在实施例2中，假定正向的输出电压VOH达到基准电压VRH的时序和负向的输出电压VOL达到基准电压VRL的时序不同，但是这时，只当两个输出电压VOH、VOL都达到基准电压VRH、VRL时，比较输出KA下降为L电平。
以上，参照图1～图4，说明了本发明的实施例。根据本发明，配合摄像动作的上升开始的时序，积极地进行升压电路2的升压动作，并且在输出电压稳定后，指把升压动作限制在消隐期间中。据此使高速上升成为可能，并能够有效地防止图像信号的劣化。
另外，在本实施例中，在升压电路2的输出电压VOH、VOL上升后，只在水平同步信号HD的消隐期间才使升压时钟CKV振动，但是并不局限于此。即在垂直同步信号VD的消隐期间9中，也和水平同步信号HD的消隐期间同样，不进行信号电平的输出，所以可以使升压时钟CKV振动。
另外，在本实施例中，举例说明了使用帧传输型的CCD图像传感器的摄像装置，但是本发明并不局限于此。即只要是使用基于升压电路的升压电压，从CCD图像传感器取得图像信号的摄像装置，无论CCD图像传感器是怎样的类型，都能充分适用。
根据本发明，从摄像动作的上升开始的时序到经过了规定的期间，积极地进行升压电路的升压动作，以高速使升压电路的输出电压上升。而且，当输出电压达到特定的电压后，切换升压时钟的生成状态，使升压动作间歇地进行。据此，防止了图像信号的劣化，并且能实现摄像装置的上升时间的高速化。
Claims (5)
1.一种摄像装置，其特征在于：具有：把响应入射光而产生的信息电荷存储在行列配置的多个感光像素中的固态摄像元件；通过对输入电压进行升压而产生升压电压的升压电路；接受所述升压电压，产生驱动时钟，使存储在所述固态摄像元件的多个感光像素中的信息电荷传输输出的驱动电路；在决定所述固态摄像元件的垂直扫描和水平扫描的时序的同时，产生使所述升压电路工作的升压时钟的时钟发生电路；
所述时钟发生电路在所述固态摄像元件的垂直扫描和水平扫描的消隐期间内的至少一部分期间中产生所述升压时钟，并且只在摄像动作的上升期间内的规定的期间内连续产生所述升压时钟。
2.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于：所述时钟发生电路包括：生成所述升压时钟的升压时钟生成部；对所述升压时钟进行计数，输出计数值的计数器；把所述计数值与规定的目标值比较，根据比较结果控制所述升压时钟生成部的升压时钟的生成状态的控制部。
3.根据权利要求2所述的摄像装置，其特征在于：所述时钟发生电路还包括：生成设定把基于所述驱动电路的所述驱动时钟向所述固态摄像装置供给的时序的时序信号的时序信号生成部；所述时序信号生成部在所述计数值到达所述目标值之前的期间中，停止对所述驱动电路供给所述时序信号，当所述计数值到达所述目标值时，开始对所述驱动电路供给所述时序信号。
4.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于：所述时钟发生电路包括：生成所述升压时钟的升压时钟生成部；把所述升压电路的输出电压和规定的基准电压比较，输出比较输出的比较部；根据所述比较部的比较输出，控制所述升压时钟生成部的所述升压时钟的生成状态的控制部。
5.根据权利要求4所述的摄像装置，其特征在于：所述时钟发生电路还包括：生成设定把基于所述驱动电路的所述驱动时钟向所述固态摄像装置供给的时序的时序信号的时序信号生成部；所述时序信号生成部在所述升压电路的输出电压的电压值低于所述基准电压的期间中，停止对所述驱动电路供给所述时序信号，当所述升压电路的输出电压达到所述基准电压时，开始对所述驱动电路供给所述时序信号。
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