JP2003204490A - 撮像装置および撮像素子駆動パルス生成方法 - Google Patents

撮像装置および撮像素子駆動パルス生成方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 SRAM（Static Random Access Memory）など
の大容量の記憶素子を内蔵しないプログラマブルタイミ
ングジェネレータを実現する。 【解決手段】 CCD 18に駆動パルス59を供給するタイミ
ングジェネレータ16の内部に含まれCCD 18の駆動パルス
生成に必要な情報をそれぞれ独立して記憶する複数のレ
ジスタ22、24のいずれかが、スイッチ26によって選択さ
れる。選択されているレジスタ、例えば22に記憶された
情報に基づいてCCD 18の駆動パルスがパルス生成回路28
によって生成され、選択されていないレジスタ24に記憶
された情報は、タイミングジェネレータ16の外部から外
部制御装置14によって書き換え可能である。このような
レジスタの書き換えとレジスタ選択の工程を繰り返すこ
とにより、CCD 18に様々な駆動パルス59を供給すること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタルカメラ
などの撮像装置および撮像素子駆動パルス生成方法に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】ディジタルカメラなどの撮像装置には、
通常、全画素読み出しモードやムービーモードなど、複
数の駆動モードがあり、CCD（Charge Coupled Device）
などの撮像素子は、これらの駆動モードに応じた駆動パ
ルスによって駆動される。したがって、CCD駆動パルス
を生成するタイミングジェネレータには、様々な駆動パ
ルスを生成し、それらを必要に応じて切り替えてCCDに
供給することが要求される。かかる従来技術としては、
例えば特開2000-278617号や特開2001-211347号公報に、
タイミングパルス発生装置が記載されている。
【０００３】これらの従来技術によれば、駆動パルス
は、通常、タイミングジェネレータが内蔵するSRAM（St
atic Random Access Memory）などの記憶素子に、パル
スパターンデータとしてまとめて記憶されている。そし
て、タイミングジェネレータは、外部からのモード切替
指示に応じて記憶素子を参照し、所望の駆動パルスパタ
ーンデータを選択し、CCDに供給する。かかるタイミン
グジェネレータは、モード切替指示に対応可能であるこ
とから、プログラマブルタイミングジェネレータと呼ば
れる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来技術の方
式では、パルスパターンデータをタイミングジェネレー
タに内蔵の記憶素子にすべて記憶する必要があるため、
チップ面積の増大を招く。また、記憶素子への入力には
ディジタルIC（Integrated Circuit）の付加が必要とな
り、ICコストの増加を招く。
【０００５】本発明はこのような従来技術の欠点を解消
し、記憶素子を小型化したプログラマブルタイミングジ
ェネレータを含む撮像装置および撮像素子駆動パルス生
成方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は上述の課題を解
決するために、撮像素子に駆動パルスを供給するタイミ
ングジェネレータの内部に含まれ撮像素子の駆動パルス
生成に必要な情報をそれぞれ独立して記憶する複数のレ
ジスタと、これらレジスタに記憶された情報をタイミン
グジェネレータの外部から書き換える書き換え手段と、
これら複数のレジスタのいずれかを選択するスイッチ手
段とを含み、選択されたいずれかのレジスタに記憶され
た情報に基づいて撮像素子の駆動パルスが生成される撮
像装置を提供する。
【０００７】本発明によれば、撮像素子に駆動パルスを
供給するタイミングジェネレータの内部に含まれ撮像素
子の駆動パルス生成に必要な情報をそれぞれ独立して記
憶する複数のレジスタのいずれかを選択する工程と、選
択されているレジスタに記憶された情報に基づいて撮像
素子の駆動パルスを生成する工程と、選択されていない
レジスタに記憶された情報をタイミングジェネレータの
外部から書き換える工程とを含み、以上の一連の工程を
繰り返すことにより、撮像素子に様々な駆動パルスを供
給することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】次に添付図面を参照して本発明に
よる撮像装置の実施例を詳細に説明する。なお、図中、
本発明に直接関係のない要素は省略し、同様の要素は同
一の符号で表す。また、信号はそれが現れる信号線の符
号で表すものとする。
【０００９】図１は本発明の第１の実施例であるディジ
タルカメラを示すブロック図である。ディジタルカメラ
10は、記憶装置12と、外部制御装置14と、プログラマブ
ルタイミングジェネレータ16と、撮像素子であるCCD（C
harge Coupled Device）18とを含む。なおCCD18は、駆
動パルスによって駆動されるタイプの撮像素子であれば
よく、例えばMOS（Metal Oxide Semiconductor）型撮像
素子にしてもよい。
【００１０】記憶装置12は、後述のCCD 18のすべての駆
動モードに対応した様々な駆動パルスパターンを記憶す
る装置である。また撮影者によるカメラ10の操作46に対
応して、どのようなタイミングでいかなる駆動モードに
切り替えるかも記憶している。装置12の特徴は、従来技
術と異なり、後述のプログラマブルタイミングジェネレ
ータ16の内部でなく、外部に配置されていることであ
る。これにより、タイミングジェネレータ16の小型化が
図られている。
【００１１】外部制御装置14はプログラマブルタイミン
グジェネレータ16に内蔵されたレジスタ22、24に記憶さ
れた情報をタイミングジェネレータ16の外部から書き換
える装置であり、同時に、プログラマブルタイミングジ
ェネレータ16に内蔵されたコントローラ30を制御して、
CCD 18の駆動モードに応じた駆動パルスの選択も行う。
書き換えに必要な駆動パルスパターンデータは、装置14
が装置12にアクセスして取得し、それをレジスタ22、24
に書き込む。
【００１２】プログラマブルタイミングジェネレータ16
は、CCD 18に駆動パルス59を供給する回路である。内蔵
するレジスタ22、24の書き換えにより、自由に駆動パル
スパターンを変更できるため、「プログラマブル」と呼
ばれる。タイミングジェネレータ16は、外部制御装置14
による書き換え先を指定する第１のスイッチ20と、CCD
18の駆動パルス生成に必要な情報をそれぞれ独立して記
憶する複数のレジスタ22、24と、レジスタ22、24のいず
れかを選択する第２のスイッチ26とを含む。本実施例で
はレジスタの数は２であり、これらが交替で選択される
こととなる。
【００１３】タイミングジェネレータ16はまた、パルス
生成回路28も含み、これは、第２のスイッチ手段で選択
されたいずれかのレジスタ22、24に記憶された情報に基
づいて、CCD 18の駆動パルスを生成する。さらに、コン
トローラ30も含まれていて、これは、各スイッチ20、26
の切り替えタイミングと、パルス生成回路28がいずれか
のレジスタ22、24を参照するタイミングとを、外部制御
装置14の制御に基づいて指示する。
【００１４】図２は、記憶装置12に記憶され、必要に応
じてレジスタ22、24に書き出される、CCD駆動パルス生
成に必要な情報を表す図である。一方、図３は図２に示
す情報に基づいて生成されたCCD駆動パルスを示すタイ
ムチャートである。なお、図２に示す情報を格納する各
レジスタ22、24は、本実施例では300ビット程度の記憶
容量を有し、SRAM等の記憶装置をタイミングジェネレー
タに内蔵する場合に比較して、1/10ほどの記憶容量です
むこととなる。以下、図２および図３を参照して、いか
にしてCCD駆動パルスが決定されるかを説明する。
【００１５】図２に示す情報のうち、Ｖパターン情報32
とは、CCD 18の駆動モードを特定する波形を生成する情
報である。各駆動モードに対応するＶパターン情報は予
め定められている。Ｖパターン情報に基づく波形は図３
(c)に示す。図３(c)および(d)に示すように、所定の長
さを有する立ち上がり部分34を所定の数だけ所定のタイ
ミングで有する波形が、駆動モードＡに対応する。一
方、立ち上がり34とは異なる立ち上がり部分36を有する
波形が、駆動モードＢに対応する。これらの波形の立ち
上がりや立ち下がりのタイミングおよび長さを格納して
いるのがＶパターン情報である。パルス生成回路28でこ
れらの波形が生成されることにより、CCD18はそれ自体
の駆動モードを認識し、切り替えを行う。
【００１６】なお駆動モードの種類には、例えば、録画
モード、ムービーモード、露光モード、AE（Automatic
Exposure）モード、AF（Automatic Focus）モードがあ
る。これらの他にも設けてよい。
【００１７】図２に示す情報のうち、１Ｖの長さ38と
は、各駆動モードの有する垂直走査期間の長さである。
これは図３(a)に示すように、当該モードの垂直同期信
号VDの１周期に相当する長さである。
【００１８】通常、露光が開始される毎回の垂直同期信
号VDの初期に、露光時間を短縮するなどの目的で、CCD
18を構成するフォトダイオードに蓄積された電荷を基板
方向に廃棄する電子シャッタと呼ばれる動作が行われ
る。これは所定の期間継続的に行われ、これが終了した
時点から正式な露光が開始される。図２に示す情報のう
ち、電子シャッタ情報42とは、当該モードにおいて電子
シャッタ動作が行われる期間の長さである。
【００１９】図２に示す情報のうち、その他44とは、図
３(b)に示す水平同期信号HDの水平走査期間１Ｈや、図
示しない水晶発信器からのクロックパルスなどの情報が
格納される。
【００２０】このように、各駆動モードに固有の情報が
レジスタ22、24に書き出され、これらに基づいて、パル
ス生成回路28でCCD駆動パルスが生成される。
【００２１】以上のように構成された本発明による撮像
装置の第１の実施例の動作を、図１および図４を参照し
ながら説明する。図４は第１の実施例の動作を示すタイ
ムチャートである。まず外部制御装置14がカメラ10の操
作者の入力46を受け付ける。本実施例の場合、図４(c)
に示すように、入力46を受け付けたタイミングT46で
は、レジスタ22がスイッチ26によって選択されていて、
レジスタ22に書かれていたモードＡのパルス生成情報に
従ってCCD 18が動作していたものとする。そして入力46
によって、カメラ10は、図４(b)に示す現在のモードＡ
から、モードＢに移行する必要が生じたものとする。
【００２２】装置14は記憶装置12に信号線48によってア
クセスし、モードＢのCCD駆動パルス生成に必要な情報5
0を取得する。また、モードＢの次に移行すべきモード
Ｃも、予め分かる場合が多いため、モードＣのCCD駆動
パルス生成に必要な情報も同時に取得する。次いで装置
14は、スイッチ26によって選択されていない非選択レジ
スタ24に、モードＢのCCD駆動パルス生成情報52を書き
込む。スイッチ20は、通常、スイッチ26が選択している
レジスタと逆のレジスタを選択しているため、この時点
での非選択レジスタ24は、スイッチ20を介して書き込み
可能である。この書き込みは、図４(d)に示す非選択レ
ジスタへの書き込みタイミングT52に示すタイミングで
行われる。
【００２３】図４(d)に示す書き込みT52の次に到来する
垂直同期信号VDの立ち下がりと同時に、モードＡは終了
する。したがって、その終了直前のタイミングT54で、
外部制御装置14はコントローラ30に指示56を与え、スイ
ッチ20および26を逆転させる。すなわち、スイッチ26を
端子54に接続してレジスタ24を選択させ、スイッチ20を
端子58に接続してレジスタ22を選択させる。これによ
り、図４(b)および(c)に示すように、レジスタ24が選択
レジスタとなり、これに記憶されていたモードＢのパル
ス生成情報がパルス生成回路28に送られ、この情報に基
づいて、モードＢの駆動パルス59が生成される。一方、
端子58からは次のモードＣのパルス生成情報が、これま
で記憶されていたモードＡの情報に代えて、レジスタ22
に書き込まれる。これは図４(d)に示すタイミングT58の
時点で行われる。そしてタイミングT60において、上述
と同様に、スイッチ26は再び端子60に接続され、モード
ＢからモードＣへの切り替えがなされる。
【００２４】このように、ある駆動モード実行中に、現
在選択されていない他方のレジスタにモード情報を書き
込むことによって、モード変更を行うのが本発明の特徴
である。
【００２５】以上の工程を繰り返すことにより、CCDに
様々な駆動パルスを供給することができ、小規模のレジ
スタによって、すべてのCCD駆動モードに対応した、プ
ログラマブルタイミングジェネレータが製作可能であ
る。
【００２６】本実施例では、現在選択されていないレジ
スタに記憶された情報の一部のみを書き換えることによ
り、生成パルスを変更することもできる。例えば、図２
に示す駆動パルス生成情報のうち、１Ｖの長さ38のみを
書き換える方法である。この方法を用いることにより、
モードレジスタ数が少なくても、任意のパターンを生成
することが可能となる。
【００２７】図５は本発明の第２の実施例であるディジ
タルカメラを示すブロック図である。ディジタルカメラ
70は、タイミングジェネレータ71が単一のレジスタ72を
有する点、およびスイッチ20、26のようなスイッチを全
く有しない点以外は、図１に示す第１の実施例と同様で
ある。このようにレジスタが単一である場合、当該レジ
スタ72はパルス生成回路28に常に接続されているため、
書き換えが困難である。しかし、レジスタ72は回路28に
よって常にアクセスされ参照されているわけではない。
そこで、レジスタ72が回路28によって参照されるタイミ
ングに注目し、レジスタ72が参照されない期間に当該レ
ジスタ72を書き換える点に第２の実施例の特徴がある。
【００２８】図６は本発明の第２の実施例の動作を説明
するタイムチャートである。図６に示すように、本実施
例では、タイミングジェネレータ71の内部に含まれるレ
ジスタ72に記憶されたCCD 18の駆動パルス生成に必要な
情報は、断続的なタイミングT74、T76、T78、T80で参照
されている。これらのタイミングは、図６(b)に示す水
平同期信号HDと同一の周期にしたものである。これらの
タイミングで参照した情報に基づいて、CCD 18の駆動パ
ルスはパルス生成回路28によって生成される。
【００２９】レジスタ71への参照タイミングは断続的で
あるから、例えば図６(c)に示すレジスタ72が参照され
ていない期間82に、レジスタ72に記憶された情報をタイ
ミングジェネレータ71の外部から外部制御装置14によっ
て書き換えることができる。書き換えのタイミングは、
期間82に限られず、レジスタ72がアクセスされていない
期間であればいつでもよい。
【００３０】この第２の実施例でも、レジスタ72に記憶
された情報全体でなく、その一部のみを書き換えること
としてよい。例えばレジスタ72に含まれる情報のうち、
垂直同期信号の１Ｖの長さ38を書き換えることができ
る。また、他のいずれの情報を書き換えてもよいことは
言うまでもない。
【００３１】以上、本発明を２つの実施例を用いて説明
した。しかし本発明はこれらの実施例に限定されるもの
ではなく、外部から書き換え可能なレジスタを内蔵する
タイミングジェネレータを有する撮像装置という本発明
の思想の範囲内で自由に改変可能である。
【００３２】
【発明の効果】このように本発明によれば、SRAM等の特
別な記憶素子を用いることなく、小容量のレジスタを用
いることによって、撮像装置の様々な駆動モードに対応
したプログラマブルタイミングジェネレータを実現可能
である。これによって、チップ面積を小さくすることが
できるとともに、ICコストも安くすることができる。
【００３３】また、フリップフロップなどの通常のディ
ジタルプロセスによって、プログラマブルタイミングジ
ェネレータを含む撮像装置を実現することができること
も、本発明の利点である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示すブロック図であ
る。
【図２】図１に示すレジスタにそれぞれ独立に記憶され
る、CCD駆動パルス生成に必要な情報を表す図である。
【図３】図２に示す情報に基づいて生成されたCCD駆動
パルスを示すタイムチャートである。
【図４】図１に示す本発明の第１の実施例の動作を示す
タイムチャートである。
【図５】本発明の第２の実施例を示すブロック図であ
る。
【図６】図５に示す本発明の第２の実施例の動作を示す
タイムチャートである。
【符号の説明】
10、70 ディジタルカメラ 14 外部制御装置 16、71 プログラマブルタイミングジェネレータ 20、26 スイッチ 22、24、72 レジスタ 28 パルス生成回路

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 撮像素子に駆動パルスを供給するタイミ
    ングジェネレータの内部に含まれ撮像素子の駆動パルス
    生成に必要な情報をそれぞれ独立して記憶する複数のレ
    ジスタと、該レジスタに記憶された情報をタイミングジ
    ェネレータの外部から書き換える書き換え手段と、前記
    複数のレジスタのいずれかを選択するスイッチ手段とを
    含み、該選択されたいずれかのレジスタに記憶された情
    報に基づいて撮像素子の駆動パルスが生成されることを
    特徴とする撮像装置。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の撮像装置において、前
    記複数のレジスタの数は２であることを特徴とする撮像
    装置。
  3. 【請求項３】 撮像素子に駆動パルスを供給するタイミ
    ングジェネレータの内部に含まれ撮像素子の駆動パルス
    生成に必要な情報をそれぞれ独立して記憶する複数のレ
    ジスタのいずれかを選択する工程と、 該選択されているレジスタに記憶された情報に基づいて
    撮像素子の駆動パルスを生成する工程と、 該選択されていないレジスタに記憶された情報を前記タ
    イミングジェネレータの外部から書き換える工程とを含
    み、 以上の一連の工程を繰り返すことにより、撮像素子に様
    々な駆動パルスを供給することを特徴とする撮像素子駆
    動パルス生成方法。
  4. 【請求項４】 請求項３に記載の方法において、前記書
    き換える工程では、前記選択されていないレジスタに記
    憶された情報の一部のみを書き換えることを特徴とする
    撮像素子駆動パルス生成方法。
  5. 【請求項５】 撮像素子に駆動パルスを供給するタイミ
    ングジェネレータの内部に含まれるレジスタに記憶され
    た撮像素子の駆動パルス生成に必要な情報を参照する工
    程と、 該参照した情報に基づいて撮像素子の駆動パルスを生成
    する工程と、 該参照が行われていない期間に前記レジスタに記憶され
    た情報を前記タイミングジェネレータの外部から書き換
    える工程とを含み、 以上の一連の工程を繰り返すことにより、撮像素子に様
    々な駆動パルスを供給することを特徴とする撮像素子駆
    動パルス生成方法。
  6. 【請求項６】 請求項５に記載の方法において、前記書
    き換える工程では、前記レジスタに記憶された情報の一
    部のみを書き換えることを特徴とする撮像素子駆動パル
    ス生成方法。
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