JP2004135158A

JP2004135158A - 電子カメラ

Info

Publication number: JP2004135158A
Application number: JP2002299148A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Hashimoto; 橋本　仁史
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2002-10-11
Filing date: 2002-10-11
Publication date: 2004-04-30

Abstract

【課題】プログラム設定可能な内部レジスタを備えたタイミングジェネレータを用いても、全体動作の遅れを生じて操作性を低下させることのない電子カメラを提供することを目的とする。
【解決手段】被写界光を光電変換する撮像素子（４）と、撮像素子の駆動信号のタイミングをプログラム設定可能な内部レジスタを備えたタイミングジェネレータ（６）と、タイミングジェネレータに第１の電圧を供給してから所定時間経過した後に、撮像素子に第２の電圧を供給する電源制御手段（１、８）と、タイミングジェネレータが第１の電圧を供給されて安定した動作をするのに必要な時間経過した後から、撮像素子が前記第２の電圧を供給されて安定した動作をするのに必要な時間の経過時までの間に、タイミングジェネレータの内部レジスタにプログラム設定を開始する制御手段（１）とを備えた電子カメラである。
【選択図】　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子カメラに関し、特にプログラム設定可能な内部レジスタをもつタイミングジェネレータを備えた電子カメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子カメラには、タイミングジェネレータと呼ばれる回路が使用されている。タイミングジェネレータは、ＣＣＤ、撮像回路が駆動するのに必要なタイミング信号を発生する。
【０００３】
従来、このタイミングジェネレータは、電子カメラに使用される撮像素子の仕様に合せて専用のハードウェアロジックで作成されていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
しかし、近年のように撮像素子が短期間でグレードアップされる状況下では、撮像素子のグレードアップに合せてその都度新たなタイミングジェネレータを設計して製作していたのでは、多大のコストを要することになる。
【０００５】
そこで、タイミング信号であるタイミングパスルの周期などの諸元とタイミング信号相互の関係をプログラム設定可能なように構成して、撮像素子に合わせたタイミング信号を生成することのできるメモリを内蔵した汎用型のタイミングジェネレータが用いられている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−１６５７５８号公報
【０００７】
【特許文献２】
特開２００１−２３８１３８号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、実際に撮像素子を駆動するためには、水平シフトパルス（Ｈ１、Ｈ２）、垂直シフトパルス（Ｖ１〜Ｖ６）、電子シャッタパルス、サンプルホールドパルス（ＳＨＰ、ＳＨＤ）、クランプパルス、Ａ／Ｄクロック等、様々なタイミングパルスが必要となる。
【０００９】
従って、撮像素子のタイミングパルスを、プログラム設定可能な内部レジスタを備えた汎用タイミングジェネレータにより供給する電子カメラにおいては、上記全てのタイミングパルスの周期、レベル、デューティなどを設定しなければならない。
【００１０】
従来のハードウェアによってロジックを構成した専用のタイミングジェネレータでは、外部から設定しなければならない内部レジスタの数はごく僅かである。従って内部レジスタの設定に要する時間は無視できるレベルであり、設定時間が問題とはなっていなかった。
【００１１】
しかしながら、プログラム設定可能な内部レジスタを備えた汎用タイミングジェネレータを用いると、従来に要していた設定時間の数十倍と非常に多くの時間を要する。従って、従来のようにタイミングジェネレータ、撮像素子などの電子カメラ内部の各回路が立ち上がった後に内部レジスタの設定動作を行っていたのでは、電子カメラ全体の立ち上がりに遅れが生じ、操作性の低下を引き起こしてしまうこととなる。
【００１２】
本発明は係る事情に鑑みてなされたものであって、プログラム設定可能な内部レジスタを備えたタイミングジェネレータを用いても、全体動作の遅れを生じて操作性を低下させることのない電子カメラを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解消するための本発明は、被写界光を光電変換する撮像素子と、撮像素子を動作させるための駆動信号のタイミングをプログラム設定可能な内部レジスタを備えたタイミングジェネレータと、タイミングジェネレータに第１の電圧を供給してから所定時間経過した後に、撮像素子に第２の電圧を供給する電源制御手段と、タイミングジェネレータが第１の電圧を供給されて安定した動作をするのに必要な時間経過した後から、撮像素子が前記第２の電圧を供給されて安定した動作をするのに必要な時間の経過時までの間に、タイミングジェネレータの内部レジスタにプログラム設定を少なくとも開始する制御手段とを備えた電子カメラである。
【００１４】
また本発明は、上記記載の発明である電子カメラにおいて、タイミングジェネレータの内部レジスタのプログラム設定は、モニタモードに関する駆動信号のタイミングの設定を優先して開始する電子カメラである。
【００１５】
また本発明は、上記記載の発明である電子カメラにおいて、タイミングジェネレータの内部レジスタのプログラム設定は、撮像素子が起動して安定した動作をするのに必要な時間の経過時までの間に、少なくともモニタモードに関する駆動信号のタイミングの設定を終了する電子カメラである。
【００１６】
また本発明は、被写界光を光電変換する撮像素子と、撮像素子を動作させるための駆動信号のタイミングをプログラム設定可能な内部レジスタを備えたタイミングジェネレータと、タイミングジェネレータに第１の電圧を供給してから所定時間経過した後に、撮像素子に第２の電圧を供給する電源制御手段と、タイミングジェネレータが第１の電圧を供給されて安定した動作をするのに必要な時間経過した後から、撮像素子が第２の電圧を供給されて安定した動作をするのに必要な時間の経過時までの間に、タイミングジェネレータの内部レジスタにプログラム設定を行うとともに設定された値を読み出してベリファイする制御手段とを備えた電子カメラである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る電子カメラの構成を示すブロック図である。
【００１８】
本電子カメラは、各部を統括的に制御するためのメインＣＰＵ１、レンズ２、露出を制御するための絞り機構３、被写界光を電気信号に変換する撮像素子４、撮像素子４の信号を映像信号に変換する撮像回路５、撮像素子４の駆動用タイミング信号を生成するタイミングジェネレータ６、撮像素子４の垂直転送動作を制御するＶドライバ７及び各部に電源電圧を供給する電源部８で構成されている。
【００１９】
本電子カメラにおいては、メインＣＰＵ１が全ての制御を統括的に行っており、撮像素子４の信号の読出し制御、画像処理、露出制御に係る一連の処理を担っている。
【００２０】
そして、タイミングジェネレータ６は、プログラム設定可能な内部レジスタを備えた汎用タイミングジェネレータとして構成され、この設定はメインＣＰＵ１からのシリアル設定によって実行される。
【００２１】
また、電源部８には複数の電源が設けられている。即ち、撮像回路５とタイミングジェネレータ６に供給する電源＋３．３Ｖ、撮像素子４とＶドライバ７に供給する電源＋１５Ｖ、−７．５Ｖを備えている。
【００２２】
図２は、撮像素子周辺回路相互の信号の構成を示す図である。図２には、図１では不図示のシンクジェネレータ９と発振子１０を記載し、また撮像回路５には、雑音の軽減を図るためのＣＤＳ（相関二重サンプリング）回路５ａと、輝度信号補正等を行う信号処理回路５ｂとを区分して記載している。
【００２３】
シンクジェネレータ９は、タイミングジェネレータ６から分周クロック信号ＰＩＸＥＬＣＬＫを受け取るとともに、水平同期信号ＨＤ、垂直同期信号ＶＤをタイミングジェネレータ６に出力する。
【００２４】
タイミングジェネレータ６は、水平同期信号ＨＤ、垂直同期信号ＶＤに基づいて予め設定されたタイミングで、垂直クロック信号Ｖ１〜Ｖ４、読出しパルスＣＨ１〜ＣＨ４、電子シャッタ用の電荷排出信号ＳＵＢをＶドライバ７に出力する。Ｖドライバ７は、これらの信号に基づいて垂直シフトパルス信号φＶ１〜φＶ６及びφＳＵＢ信号を生成して撮像素子４の露光動作と垂直転送動作を制御する。
【００２５】
また、タイミングジェネレータ６は、水平同期信号ＨＤ、垂直同期信号ＶＤに基づいて予め設定されたタイミングで、水平シフトパルスＨ１、Ｈ２、リセットパルスＲを出力して撮像素子４の水平転送動作を制御する。
【００２６】
更に、タイミングジェネレータ６は、ＣＤＳ回路５ａに対してサンプルホールド信号ＤＳ１、ＤＳ２を出力して相関二重サンプリング動作を制御するとともに、信号処理回路５ｂにクランプ信号ＰＢＬＫ、ＣＰＯＢ及びＡ／Ｄ変換クロック信号ＡＤＣＬＫを出力する。
【００２７】
図３は、第１の実施の形態に係る電子カメラの電源投入からの初期動作を示す概略のフロー図であり、図４は、第１の実施の形態に係る電子カメラの電源投入からの初期動作を示す概略のタイムチャ−トである。以下、図３、図４を参照しつつ、本電子カメラの動作について説明する。
【００２８】
撮影者が電子カメラのパワースイッチを入れると、先ずメインＣＰＵ１が動作を開始して電源部８を制御し、タイミングジェネレータ６に電源＋３．３Ｖを供給する（Ｓ１）。
【００２９】
そして、メインＣＰＵ１はタイミングジェネレータ６が安定する所定時間Ｔ１経過後から、タイミングジェネレータ６の内部レジスタに対するシリアル設定を開始する（Ｓ２）。
【００３０】
先ず、メインＣＰＵ１はモニタモードに関するタイミング信号について内部レジスタの設定を行う（Ｓ３）。モニタモードは被写体の映像をモニタにスルー表示するモードであり、電子カメラが最初に動作を開始するモードである。
【００３１】
図５は、モニタモードにおける垂直転送駆動タイミングを示すタイムチャートである。
【００３２】
メインＣＰＵ１は、タイミングジェネレータ６がここで示すタイミングでタイミング信号を出力するようにシリアル設定を行う。ここで、図５に示すように、タイミング信号は常に規則的であるわけではない。例えば、走査線番号の３７〜３９（Ａ部）においては、Ｖ１〜Ｖ４、ＣＨ３、ＣＨ４はモニタモードにおける電荷の垂直転送路への読出し動作を実行する。
【００３３】
図６は、モニタモードにおける垂直読出し動作を説明する図である。
【００３４】
モニタモードでは、３０フレーム／秒を実現するために、全ラインを読み出すのではなく間引き読出しを行っており、さらに感度を高めるために、２画素を加算した読出しを行っている。従って、読出しパルスＣＨ３、ＣＨ４のみを動作させて（ＣＨ１、ＣＨ２を動作させずに）、ライン１、３、８、１０の４ラインを読出し、さらにライン１と３、ライン８と１０を加算して２ラインとして読み出す。
【００３５】
図７は、図５のタイムチャートのＡ部を拡大して示す図である。
【００３６】
Ｖ１〜Ｖ４、ＣＨ３、ＣＨ４の各信号は、図７に示すタイミングが実現できるようにメインＣＰＵ１によって設定される。尚、走査線番号３９以降では、Ｖ１〜Ｖ４は間引き読出しに伴う３段転送を行うため、それぞれ１走査線間にパルス信号を３度出力する。
【００３７】
次に、メインＣＰＵ１は撮像素子４の水平転送動作、ＣＤＳ回路５ａのサンプルホールド動作、信号処理回路５ｂのクランプ動作等の高速パルスタイミングに関して内部レジスタの設定を行う（Ｓ４）。
【００３８】
図８は、高速パルスタイミングを示すタイムチャートである。
メインＣＰＵ１は、発振子１０からのクロック信号ＸＩを含め、各信号が図８に示すタイミングで動作するようにタイミングジェネレ−タ６の内部レジスタにシリアル設定を行う。
【００３９】
続いて、メインＣＰＵ１はスチルモードに関するタイミング信号について内部レジスタの設定を行う（Ｓ５）。スチルモードは、電子カメラのシャッタ操作によって動作し、撮影した被写体の画像を記憶するするモードである。
【００４０】
図９は、スチルモードにおける垂直読出し動作を説明する図である。
【００４１】
スチルモードでは、先ず奇数ラインを読み出して処理した後、偶数ラインを読み出して処理する２：１インタレース読出しを行っている。このため、図９の（１）に示すように、奇数ラインの読出しでは、読出しパルスＣＨ１、ＣＨ３のみを動作させ、偶数ラインの読出しでは、図９の（２）に示すように、読出しパルスＣＨ２、ＣＨ４のみを動作させる。
【００４２】
図１０は、スチルモードのタイムチャートの一部を拡大して示す図である。
【００４３】
図１０では、奇数ラインの読出しタイミングを示しており、Ｖ１〜Ｖ４、ＣＨ１、ＣＨ３の各信号は、図１０に示すタイミングが実現できるようにメインＣＰＵ１によって設定される。尚、走査線番号ｎ＋１以降では、Ｖ１〜Ｖ４は１段転送を行うため１走査線の間に１個のパルス信号を出力する。偶数ラインの読出しタイミングについては奇数ラインと同様であるためその詳細は省略する。
【００４４】
そして、メインＣＰＵ１はその他のモード（電子ズームモード、連写モード等）に関するタイミング信号について内部レジスタの設定を行う（Ｓ６）。
【００４５】
一方、メインＣＰＵ１はこのタイミングジェネレータ６への設定と並行し、タイミングジェネレータ６の電源ＯＮ時から所定時間Ｔ２経過後に撮像素子４に電源＋１５Ｖ、−７．５Ｖを供給する（Ｓ９）。そして、撮像素子４の電源ＯＮから所定時間Ｔ３経過後に撮像素子４の動作を開始させる（Ｓ１０）。
【００４６】
以上のように構成することにより、従来、タイミングジェネレータ６と撮像素子４が立ち上がるのを待って内部レジスタにシリアル設定を行っていたものを、タイミングジェネレータ６の立ち上がりから内部レジスタにシリアル設定するようにしたため、電子カメラの動作に遅れが生じて操作性を低下させることがなくなる。
【００４７】
また、内部レジスタのシリアル設定はモニタモードの設定を優先して行うように構成している。即ち、撮像素子４が安定した動作をするのに必要な時間経過までにモニタモードに関する設定を終了するように構成している。従って、もし撮像素子４が動作を開始するまでに、内部レジスタに全設定が完了していない場合であっても、少なくともモニタモードに関する設定は終了している。従って、この場合であっても、電子カメラが最初に動作するモードであるモニタモードでの動作を開始することができるため、電子カメラの動作に遅れが生じて操作性を低下させることはない。
【００４８】
尚、内部レジスタへの設定動作と撮像素子の開始動作を独立に動作させず、内部レジスタへの設定動作が完了し、かつ撮像素子４が安定した動作を行うために必要な時間が経過した、両条件を充足した時から撮像素子の動作を開始するように構成しても良い。
【００４９】
図１１は、第２の実施の形態に係る電子カメラの電源投入からの初期動作を示す概略のタイムチャートである。本第２の実施の形態では、メインＣＰＵ１がタイミングジェネレータ６の内部レジスタにプログラム設定を行った後、直ちにタイミングジェネレータ６の内部レジスタから設定値を読み出して設定値を照合確認する設定値ベリファイ動作を行う点が第１の実施の形態と異なっている。
【００５０】
従来の、専用のハードウェアロジックで構成したタイミングジェネレータを用いる場合、撮像部立ち上げ時にデータを設定した後も、所定周期等で再度データの設定を行っていた。しかしながら、汎用のタイミングジェネレータでは、上述のように設定すべきデータが大量である。従って、従来のように所定周期等で再度データを繰り返して設定することは、電子カメラの円滑な動作を阻害することとなり好ましくない。
【００５１】
そこで、本実施の形態では、撮像部立ち上げ時に設定を行い、かつその設定値が正しいことを確認したときは、全レジスタの設定はその後は行わないように構成する。
【００５２】
尚、本実施の形態のように、全内部レジスタへの設定動作が完了した後、内部レジスタから設定値を読出してベリファイする形態に限定されず、設定動作とベリファイ動作を適宜組合わせて構成しても良い。
【００５３】
本実施の形態によれば、撮像部立ち上げ時のようにノイズが混入し易い状態であっても、正しくシリアル設定が行われていることを保証することができる。その結果、以後の再度のデータの設定を不要とできるため、汎用のタイミングジェネレータを用いても、従来と同様に円滑な動作を確保することができる。
【００５４】
尚、上述の各動作は、メインＣＰＵ１にプログラムとして組み込んで実現するものであっても良く、また個別にハードウェアを用いて構成するものであっても良い。また、それぞれの機能を分割してメインＣＰＵ１とハードウェアを組合わせて構成しても良い。
【００５５】
尚、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれているため、開示される複数の構成要件における適宜な組合わせにより種々の発明を抽出することができる。例えば、実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出できる。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、プログラム設定可能な内部レジスタを備えたタイミングジェネレータを用いても、内部レジスタの設定に伴う全体動作の遅れが生じて操作性が低下することがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電子カメラの構成を示すブロック図。
【図２】撮像素子周辺回路相互の信号の構成を示す図。
【図３】第１の実施の形態の電子カメラの電源投入からの初期動作を示す概略のフロー図。
【図４】第１の実施の形態の電子カメラの電源投入からの初期動作を示す概略のタイムチャ−ト。
【図５】モニタモードにおける垂直転送駆動タイミングを示すタイムチャート。
【図６】モニタモードにおける垂直読出し動作を説明する図。
【図７】モニタモードのタイムチャートの一部を拡大して示す図。
【図８】高速パルスタイミングを示すフローチャート。
【図９】スチルモードにおける垂直読出し動作を説明する図。
【図１０】スチルモードのタイムチャートの一部を拡大して示す図。
【図１１】第２の実施の形態の電子カメラの電源投入からの初期動作を示す概略のタイムチャ−ト。
【符号の説明】
１…メインＣＰＵ
４…撮像素子
５…撮像回路
５ａ…ＣＤＳ
５ｂ…信号処理回路
６…タイミングジェネレータ
７…Ｖドライバ
８…電源部
９…シンクジェネレータ

Claims

被写界光を光電変換する撮像素子と、
前記撮像素子を動作させるための駆動信号のタイミングをプログラム設定可能な内部レジスタを備えたタイミングジェネレータと、
前記タイミングジェネレータに第１の電圧を供給してから所定時間経過した後に、前記撮像素子に第２の電圧を供給する電源制御手段と、
前記タイミングジェネレータが前記第１の電圧を供給されて安定した動作をするのに必要な時間経過した後から、前記撮像素子が前記第２の電圧を供給されて安定した動作をするのに必要な時間の経過時までの間に、前記タイミングジェネレータの内部レジスタにプログラム設定を少なくとも開始する制御手段と
を備えたことを特徴とする電子カメラ。
前記タイミングジェネレータの内部レジスタのプログラム設定は、モニタモードに関する前記駆動信号のタイミングの設定を優先して開始することを特徴とする請求項１に記載の電子カメラ。
前記タイミングジェネレータの内部レジスタのプログラム設定は、前記撮像素子が起動して安定した動作をするのに必要な時間の経過時までの間に、少なくともモニタモードに関する前記駆動信号のタイミングの設定を終了することを特徴とする請求項１または２に記載の電子カメラ。
被写界光を光電変換する撮像素子と、
前記撮像素子を動作させるための駆動信号のタイミングをプログラム設定可能な内部レジスタを備えたタイミングジェネレータと、
前記タイミングジェネレータに第１の電圧を供給してから所定時間経過した後に、前記撮像素子に第２の電圧を供給する電源制御手段と、
前記タイミングジェネレータが前記第１の電圧を供給されて安定した動作をするのに必要な時間経過した後から、前記撮像素子が前記第２の電圧を供給されて安定した動作をするのに必要な時間の経過時までの間に、前記タイミングジェネレータの内部レジスタにプログラム設定を行うとともに設定された値を読み出してベリファイする制御手段と
を備えたことを特徴とする電子カメラ。