JP2007295096A - Device and method for generating synchronization signal, and digital camera - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、撮像素子と表示装置をそれぞれ駆動するための同期信号を生成する同期信号生成装置、同期信号生成装置を備えるデジタルカメラ、及び同期信号生成方法に関する。 The present invention relates to a synchronization signal generation device that generates a synchronization signal for driving an image sensor and a display device, a digital camera including the synchronization signal generation device, and a synchronization signal generation method.
CCD素子やCMOS素子等から構成される撮像素子において得られた画像を、リアルタイムでLCD等の表示装置に表示する機能(スルー画表示機能、ライブビュー表示機能等と呼ばれる)を有するデジタルカメラに関する提案が多数なされている。 Proposal regarding a digital camera having a function (referred to as a through-image display function, a live view display function, etc.) for displaying an image obtained by an image sensor composed of a CCD element, a CMOS element or the like on a display device such as an LCD in real time. There have been many.
このような表示機能を有する従来のデジタルカメラにおいては、撮像素子においてリアルタイムで取得された撮像信号が画像処理部において画像処理された後で表示装置に表示されるようになっている。この際、撮像素子は撮像用の同期信号生成装置において生成された撮像用同期信号に従って駆動され、表示装置は表示用の同期信号生成装置において生成された表示用同期信号に従って駆動される。 In a conventional digital camera having such a display function, an image signal acquired in real time by an image sensor is subjected to image processing in an image processing unit and then displayed on a display device. At this time, the imaging device is driven in accordance with the imaging synchronization signal generated in the imaging synchronization signal generation device, and the display device is driven in accordance with the display synchronization signal generated in the display synchronization signal generation device.
ここで、撮像用同期信号と表示用同期信号とが非同期であると、撮像が行われてから画像が表示されるまでの時間差がフレーム毎に異なってしまう。これは、撮像素子で得られた画像の処理時間がフレーム毎に異なるためである。この場合、画像の撮像が表示のタイミングに間に合わずに前のフレームの画像が続けて表示されたり、逆に画像の表示が撮像のタイミングに間に合わずに撮像された画像の一部が表示されなかったりしてライブビュー表示の品質が低下するおそれがある。 Here, if the imaging synchronization signal and the display synchronization signal are asynchronous, the time difference from when the imaging is performed until the image is displayed differs for each frame. This is because the processing time of the image obtained by the image sensor varies from frame to frame. In this case, the image of the previous frame is not displayed in time for the display timing of the image, and the image of the previous frame is displayed continuously, or conversely, a part of the image captured is not displayed for the timing of image capturing. The quality of the live view display may deteriorate.
そこで、特許文献1では、撮像素子を駆動するための撮像用同期信号と撮像用同期信号を生成するための撮像用クロックとを表示装置にも供給し、表示装置側では、供給された撮像用同期信号及び撮像用クロックに基づいて表示用同期信号を生成することで撮像用同期信号と表示用同期信号とを同期させ、撮像と表示のフレームレートを一致させるようにしている。
ここで、撮像用クロックは撮像素子の種類によって異なり(一般に高画素の場合にはクロック周波数も高くなる)、同様に表示用クロックも表示装置の種類によって異なる。このような撮像用クロックと表示用クロックとが異なっているようなシステムであっても、撮像と表示のフレームレートを一致させることが望ましいが、上述の特許文献1の手法は、撮像用同期信号及び撮像用クロックをもとにして表示用同期信号を生成するものであり、撮像用クロックと表示用クロックが非同期であるようなシステムに簡単に適用することはできない。 Here, the imaging clock varies depending on the type of the imaging element (generally, the clock frequency increases in the case of a high pixel), and similarly, the display clock varies depending on the type of the display device. Even in such a system in which the imaging clock and the display clock are different from each other, it is desirable to match the frame rate of imaging and display. The display synchronization signal is generated based on the imaging clock and cannot be easily applied to a system in which the imaging clock and the display clock are asynchronous.
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、撮像用クロックと表示用クロックとが非同期の場合でも撮像と表示のフレームレートを同一にでき、かつ様々なシステムに対応できる同期信号生成装置、このような同期信号生成装置を備えるデジタルカメラ、及びこのような同期信号生成方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and a synchronization signal generation device that can make the frame rate of imaging and display the same even when the imaging clock and the display clock are asynchronous and can be used for various systems. Another object of the present invention is to provide a digital camera including such a synchronization signal generation device and such a synchronization signal generation method.
上記の目的を達成するために、本発明の第1の態様による同期信号生成装置は、撮像素子を駆動するための撮像用同期信号を生成する撮像同期信号生成部と表示装置を駆動するための表示用同期信号を生成する表示同期信号生成部とを有する同期信号生成装置において、前記撮像同期信号生成部は、前記撮像用同期信号と前記表示用同期信号との間の位相差を検出する位相差検出部と、前記位相差検出部により検出された位相差に基づいて前記撮像用同期信号の周期を制御する周期制御部とを備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a synchronization signal generation device according to a first aspect of the present invention is configured to drive an imaging synchronization signal generation unit that generates an imaging synchronization signal for driving an imaging device and a display device. In the synchronization signal generation device having a display synchronization signal generation unit that generates a display synchronization signal, the imaging synchronization signal generation unit detects a phase difference between the imaging synchronization signal and the display synchronization signal. A phase difference detection unit and a cycle control unit that controls a cycle of the imaging synchronization signal based on the phase difference detected by the phase difference detection unit.
この第1の態様によれば、撮像用同期信号と表示用同期信号との間の位相差を考慮して撮像用同期信号の周期を制御することにより、撮像と表示のフレームレートを同一にできる。 According to the first aspect, the frame rate of imaging and display can be made the same by controlling the period of the imaging synchronization signal in consideration of the phase difference between the imaging synchronization signal and the display synchronization signal. .
また、上記の目的を達成するために、本発明の第2の態様による同期信号生成装置は、撮像素子を駆動するための撮像用同期信号を生成する撮像同期信号生成部と表示装置を駆動するための表示用同期信号を生成する表示同期信号生成部とを有する同期信号生成装置において、前記表示同期信号生成部は、前記撮像用同期信号と前記表示用同期信号との間の位相差を検出する位相差検出部と、前記位相差検出部により検出された位相差に基づいて前記表示用同期信号の周期を制御する周期制御部とを備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a synchronization signal generation device according to a second aspect of the present invention drives an imaging synchronization signal generation unit that generates an imaging synchronization signal for driving an imaging element, and a display device. A display synchronization signal generating device for generating a display synchronization signal for detecting a phase difference between the imaging synchronization signal and the display synchronization signal And a cycle control unit that controls the cycle of the display synchronization signal based on the phase difference detected by the phase difference detection unit.
この第2の態様によれば、撮像用同期信号と表示用同期信号との間の位相差を考慮して表示用同期信号の周期を制御することにより、撮像と表示のフレームレートを同一にできる。 According to the second aspect, the frame rate of imaging and display can be made the same by controlling the cycle of the synchronization signal for display in consideration of the phase difference between the synchronization signal for imaging and the synchronization signal for display. .
また、上記の目的を達成するために、本発明の第3の態様によるデジタルカメラは、被写体を撮像して撮像信号を取得する撮像素子と、前記撮像素子を駆動するための撮像用同期信号を生成する撮像同期信号生成部と、前記撮像素子において取得された撮像信号を処理して画像データを得る画像処理部と、前記画像処理部において得られた画像データに基づいて画像を表示する表示装置と、前記撮像用同期信号と非同期な信号であって前記表示装置を駆動するための表示用同期信号を生成する表示同期信号生成部と、前記撮像用同期信号と前記表示用同期信号との間の位相差を検出する位相差検出部と、前記位相差検出部により検出された位相差を目標位相差に近づけるように、前記撮像用同期信号と前記表示用同期信号の何れかの周期を制御する周期制御部とを具備することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a digital camera according to the third aspect of the present invention includes an image sensor that captures an image of a subject and obtains an image signal, and an imaging synchronization signal for driving the image sensor. An imaging synchronization signal generation unit that generates, an image processing unit that processes the imaging signal acquired by the imaging device to obtain image data, and a display device that displays an image based on the image data obtained by the image processing unit A display synchronization signal generation unit that generates a display synchronization signal that is asynchronous with the imaging synchronization signal and drives the display device, and between the imaging synchronization signal and the display synchronization signal A phase difference detection unit that detects a phase difference between the imaging synchronization signal and the display synchronization signal so that the phase difference detected by the phase difference detection unit approaches the target phase difference. Characterized by comprising a cycle control unit for.
また、上記の目的を達成するために、本発明の第4の態様による同期信号生成方法は、撮像素子を駆動するための撮像用同期信号と、該撮像用同期信号と非同期な信号であり前記表示装置を駆動するための表示用同期信号とを生成する同期信号生成方法であって、前記撮像用同期信号と前記表示用同期信号との間の位相差を検出し、前記検出された位相差を目標位相差に近づけるように、前記撮像用同期信号と前記表示用同期信号の何れかの周期を制御することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a synchronization signal generation method according to a fourth aspect of the present invention includes an imaging synchronization signal for driving an imaging device, and a signal asynchronous with the imaging synchronization signal. A synchronization signal generation method for generating a display synchronization signal for driving a display device, wherein a phase difference between the imaging synchronization signal and the display synchronization signal is detected, and the detected phase difference is detected. One of the periods of the imaging synchronization signal and the display synchronization signal is controlled so as to be close to the target phase difference.
これら第3及び第4の態様によれば、撮像用同期信号と表示用同期信号とが非同期であっても、撮像用同期信号と表示用同期信号との位相差が目標位相差となるように撮像用同期信号と表示同期信号との何れかを制御することにより、撮像と表示のフレームレートを同一にできる。 According to these third and fourth aspects, even if the imaging synchronization signal and the display synchronization signal are asynchronous, the phase difference between the imaging synchronization signal and the display synchronization signal becomes the target phase difference. By controlling either the imaging synchronization signal or the display synchronization signal, the imaging and display frame rates can be made the same.
本発明によれば、撮像用同期信号の周期と表示用同期信号の周期が異なる場合でも撮像と表示のフレームレートを同一にでき、かつ様々なシステムに対応できる同期信号生成装置、このような同期信号生成装置を備えるデジタルカメラ、及びこのような同期信号生成方法を提供することができる。 According to the present invention, even when the period of the synchronization signal for imaging and the period of the synchronization signal for display are different, the synchronization signal generating device that can make the frame rate of imaging and display the same and can support various systems, such synchronization It is possible to provide a digital camera including a signal generation device and such a synchronization signal generation method.
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
[第1の実施形態]
図1は、本発明の第1の実施形態に係る同期信号生成装置を備えるデジタルカメラの要部のブロック図である。ここで、図1のデジタルカメラは、特にライブビュー表示動作に係る構成のみを図示している。図1以外の構成については従来のデジタルカメラと同様で良く、例えば図1に示す以外に撮像データを記録するための記録媒体等が設けられていても良い。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
FIG. 1 is a block diagram of a main part of a digital camera provided with a synchronization signal generating device according to the first embodiment of the present invention. Here, the digital camera of FIG. 1 shows only the configuration related to the live view display operation. The configuration other than that shown in FIG. 1 may be the same as that of a conventional digital camera. For example, a recording medium for recording imaging data may be provided in addition to the configuration shown in FIG.
図1に示すデジタルカメラは、撮像素子(CCD)1と、タイミングジェネレータ(TG)2と、撮像同期信号生成部3と、撮像クロック生成部4と、撮像インターフェイス(I/F)部5と、データバス6と、メモリコントローラ7と、メモリ(SDRAM)8と、画像処理部9と、表示I/F部10と、表示部(TFT)11と、表示同期信号生成部12と、表示クロック生成部13とから構成されている。
The digital camera shown in FIG. 1 includes an imaging device (CCD) 1, a timing generator (TG) 2, an imaging synchronization
撮像素子1は、例えばCCD方式の撮像素子であり、図示しない被写体を撮像して撮像信号を得る。TG2は、撮像同期信号生成部3からの撮像用同期信号に基づいて撮像素子1を駆動するための駆動信号を生成して撮像素子1に出力する。撮像同期信号生成部3は、撮像クロック生成部4からの撮像用クロックと表示同期信号生成部12からの表示用同期信号とに基づいて、撮像用同期信号を生成してTG2と撮像I/F部5とに出力する。撮像クロック生成部4は、発振回路等から構成され、撮像同期信号生成部3において撮像用同期信号を生成するための撮像用クロックを生成する。ここで、撮像同期信号生成部3の構成及び動作については後で詳しく説明する。
The
撮像I/F5は、撮像同期信号生成部3からの撮像用同期信号を受けて撮像素子1から撮像信号を取得し、ノイズ除去や増幅等のアナログ処理とアナログ処理した撮像信号のデジタル変換処理等の前処理を行う。そして、前処理して得られた撮像データを、データバス6を介してメモリ8に格納する。
The imaging I /
メモリコントローラ7は、メモリ8にデータを読み書きする際のアドレス制御を行う。メモリ8は、例えばSDRAMから構成されており、撮像I/F5において取得された撮像データや画像処理部9において画像処理がなされた後の撮像データ等の各種データを一時格納する。画像処理部9は、データバス6を介してメモリ8から撮像データを読み出して階調変換処理やリサイズ処理等の表示のための種々の画像処理を施し、処理後の撮像データをメモリ8に格納する。
The
表示I/F部10は、表示同期信号生成部12からの表示用同期信号を受けたタイミングでメモリ8から撮像データを読み出して映像信号に変換し、表示部11に出力する。表示部11は、例えばTFT液晶から構成された表示部であり、表示I/F部10から入力された映像信号に基づいて画像を表示する。表示同期信号生成部12は、表示クロック生成部13からの表示用クロックに基づいて表示用同期信号を生成して表示I/F部10と、表示部11と撮像同期信号生成部3とに出力する。表示クロック生成部13は、発振回路等から構成され、表示同期信号生成部12において表示用同期信号を生成するために表示用クロックを生成する。
The display I /
以下、図1に示すデジタルカメラにおけるライブビュー表示動作について図2を参照して説明する。図2は、ライブビュー表示時の撮像同期信号生成部3、撮像I/F部5、画像処理部9、表示同期信号生成部12、及び表示I/F部10の動作について示すタイミングチャートである。
The live view display operation in the digital camera shown in FIG. 1 will be described below with reference to FIG. FIG. 2 is a timing chart showing operations of the imaging synchronization
撮像同期信号生成部3からTG2に垂直同期信号CCD_VDが入力されると無効期間(ブランキング期間)の後、水平同期信号CCD_HDに従って撮像素子1で取得された撮像信号が1ラインずつ1フレーム分、撮像I/F部5によって取り込まれて前処理される。撮像I/F部5において前処理されて得られた撮像データは、メモリコントローラ7の制御の下、データバス6を介してメモリ8に格納される。メモリ8に画像処理部9における画像処理に必要なライン数の撮像データが格納されると、その撮像データが画像処理部9により読み出されて画像処理され、メモリ8に再び格納される。
When the vertical synchronization signal CCD_VD is input from the imaging synchronization
その後、表示I/F部10に垂直同期信号TFT_VDが入力されると、メモリ8に格納された画像処理後の撮像データが読み出されて映像信号に変換され、この映像信号に基づいて表示部11に画像が表示される。
After that, when the vertical synchronization signal TFT_VD is input to the display I /
ここで、第1の実施形態では、撮像用の垂直同期信号CCD_VDが入力されてから一定の位相差をおいて、表示同期信号生成部12から表示I/F部10に垂直同期信号TFT_VDを入力する。この一定の位相差は、撮像I/F部5による撮像信号の取り込みが開始されてから、表示I/F部10によって撮像データが読み出されるまでの時間、特に、画像処理部9における画像処理時間に応じて設定される。図2に示すように、画像処理時間はデータバス6のトラフィックにより変動するものであるが、ある程度の見積りは可能である。この画像処理時間をもとに、垂直同期信号CCD_VDが入力された時点から、表示のタイミングが画像処理のタイミングを追い越さないような最短の時点までの時間を設定する。
Here, in the first embodiment, the vertical synchronization signal TFT_VD is input from the display synchronization
このようにして同期信号を生成することにより、撮像のタイミングが表示のタイミングよりも早すぎて表示できないフレームが発生したり、表示のタイミングが撮像のタイミングよりも早すぎて同じフレームの画像が続けて表示されたりすることがない。 By generating the synchronization signal in this way, a frame that cannot be displayed because the imaging timing is earlier than the display timing occurs, or the display timing is earlier than the imaging timing and the same frame image continues. Will not be displayed.
図3は、第1の実施形態における同期信号生成方法を実現するための撮像同期信号生成部3の構成を示すブロック図である。撮像同期信号生成部3は、水平カウンタ31と、垂直カウンタ32と、位相比較器33と、周期制御器34とから構成されている。
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of the imaging synchronization
水平カウンタ31は、撮像用の水平同期信号CCD_HDを生成するためのカウンタである。この水平カウンタ31は、撮像クロック生成部4から撮像用クロックが入力される毎にカウントアップし、周期制御器34によって指定されたCCD_HDの1周期分までカウントした時点で、次の水平ラインに対応するCCD_HDを、TG2と、撮像I/F部5と、垂直カウンタ32とに出力する。そして、CCD_HDを1つ出力した時点でカウンタを初期化する。
The
垂直カウンタ32は、撮像用の垂直同期信号CCD_VDを生成するためのカウンタである。この垂直カウンタ32は、水平カウンタ31から水平同期信号CCD_HDが入力される毎にカウントアップし、CCD_VDの1周期分(1フレーム分)までカウントした時点で、次フレームに対応するCCD_VDを、TG2と、撮像I/F部5と、位相比較器33とに出力する。そして、CCD_VDを1つ出力した時点でカウンタを初期化する。
The
位相比較器33は、垂直カウンタ32から入力される撮像用の垂直同期信号CCD_VDと、表示同期信号生成部12から入力される表示用の垂直同期信号TFT_VDとの位相差を検出し、検出した位相差の値を周期制御器34に出力する。周期制御器34は、位相比較器33において検出された位相差が所定の目標位相差となるように撮像用同期信号の周期を設定する。
The
以下、周期制御器34によって行われる撮像用同期信号の周期制御について説明する。
まず、周期制御器34には、図4(a)に示すような、撮像用の垂直同期信号CCD_VDと表示用の垂直同期信号TFT_VDとの位相差の目標値(目標位相差)が設定される。この目標位相差は、図2で示した時間差に対応して設定されるものである。
Hereinafter, the cycle control of the synchronization signal for imaging performed by the cycle controller 34 will be described.
First, in the cycle controller 34, a target value (target phase difference) of the phase difference between the vertical sync signal CCD_VD for imaging and the vertical sync signal TFT_VD for display as shown in FIG. 4A is set. . This target phase difference is set corresponding to the time difference shown in FIG.
周期制御器34は、位相比較器33から入力されるCCD_VDとTFT_VDの位相差と目標位相差とを比較し、CCD_VDとTFT_VDの位相差と目標位相差との差が小さくなるように、次フレームにおけるCCD_VDの周期を設定する。
The cycle controller 34 compares the phase difference between the CCD_VD and TFT_VD input from the
例えば、図4(a)のように、CCD_VDとTFT_VDとの位相差と目標位相差との差が0若しくは非常に小さい場合には、次フレームにおけるCCD_VDの周期を現フレームにおけるCCD_VDの周期と同じに設定する。これにより、次フレームにおけるCCD_VDとTFT_VDとの位相差も目標位相差と等しくなる。 For example, as shown in FIG. 4A, when the difference between the phase difference between the CCD_VD and the TFT_VD and the target phase difference is 0 or very small, the CCD_VD cycle in the next frame is the same as the CCD_VD cycle in the current frame. Set to. Thereby, the phase difference between CCD_VD and TFT_VD in the next frame is also equal to the target phase difference.
また、図4(b)のように、CCD_VDとTFT_VDとの位相差が、目標位相差よりも大きい場合には、次フレームにおけるCCD_VDの周期を目標位相差とのずれ量分だけ延ばすようにする。これにより、CCD_VDとTFT_VDとの位相差が現フレームよりも目標位相差に近づくようになる。 As shown in FIG. 4B, when the phase difference between the CCD_VD and the TFT_VD is larger than the target phase difference, the period of the CCD_VD in the next frame is extended by the amount of deviation from the target phase difference. . As a result, the phase difference between CCD_VD and TFT_VD comes closer to the target phase difference than the current frame.
逆に、図4(c)のようにCCD_VDとTFT_VDとの位相差が目標位相差よりも小さい場合には、次フレームにおけるCCD_VDの周期を目標位相差とのずれ量の分だけ縮めるようにする。これにより、CCD_VDとTFT_VDとの位相差が現フレームよりも目標位相差に近づくようになる。 Conversely, when the phase difference between CCD_VD and TFT_VD is smaller than the target phase difference as shown in FIG. 4C, the period of CCD_VD in the next frame is shortened by the amount of deviation from the target phase difference. . As a result, the phase difference between CCD_VD and TFT_VD comes closer to the target phase difference than the current frame.
図5(a)〜図5(c)はCCD_VDの周期制御の具体例を示す図である。ここで、第1の実施形態においては、CCD_HDの周期を延ばすか、或いは縮めることでCCD_VDの周期を制御する。つまり、水平カウンタ31においてCCD_HDの周期を変化させることで垂直カウンタ32からCCD_VDを出力させるタイミングを遅らせたり早めたりすることが可能である。
FIGS. 5A to 5C are diagrams illustrating specific examples of the cycle control of the CCD_VD. Here, in the first embodiment, the CCD_VD cycle is controlled by extending or shortening the CCD_HD cycle. That is, by changing the CCD_HD cycle in the
図5(a)は前のフレームにおいてCCD_VDとTFT_VDとの位相差が目標位相差と略等しい場合の周期制御のタイミングチャートである。この場合は、図5(a)に示すように、次フレームの各CCD_HDの周期を現フレームと同じにする。 FIG. 5A is a timing chart of cycle control when the phase difference between CCD_VD and TFT_VD is substantially equal to the target phase difference in the previous frame. In this case, as shown in FIG. 5A, the cycle of each CCD_HD of the next frame is made the same as that of the current frame.
図6(a)は、図5(a)の周期制御が行われる場合の撮像動作の概略について示す図である。TG2及び撮像I/F部5にCCD_VDが入力された後の所定ラインの期間は無効期間(ブランキング期間)である。この無効期間は、撮像信号の読み出しの同期をとるための期間であり、この無効期間内では撮像信号の読み出しが行われない。無効期間の後は、CCD_HDが入力される毎に1水平ライン分の撮像信号が読み出される。このようにして1フレーム分の撮像信号が読み出された後は、次フレームに対応するCCD_VDが入力され、次フレームも同様にして撮像信号の読み出しが行われる。
FIG. 6A is a diagram illustrating an outline of the imaging operation when the cycle control of FIG. 5A is performed. The period of the predetermined line after the CCD_VD is input to the
図5(b)は前のフレームにおいてCCD_VDとTFT_VDとの位相差が目標位相差よりも大きい場合の周期制御のタイミングチャートである。この場合は、図5(b)に示すように、目標位相差とのずれ量の分だけCCD_HDの周期を延ばすようにする。図5(b)の例では、無効期間2及び無効期間3に入力されるCCD_HDの周期を所定時間ずつ延ばし、延ばした時間の合計がずれ量となるようにしている。
FIG. 5B is a timing chart of cycle control when the phase difference between CCD_VD and TFT_VD is larger than the target phase difference in the previous frame. In this case, as shown in FIG. 5B, the CCD_HD cycle is extended by the amount of deviation from the target phase difference. In the example of FIG. 5B, the period of the CCD_HD input in the
図6(b)は、図5(b)の周期制御が行われる場合の撮像動作の概略について示す図である。図5(b)の周期制御では、図6(b)に示すように、無効期間の周期が延ばされる。この場合、延ばされた周期の分だけ、撮像信号の読み出しが遅れることになり、有効期間内での撮像信号の読み出し動作に影響を与えずに、撮像と表示のフレームレートが一致する。 FIG. 6B is a diagram illustrating an outline of the imaging operation when the cycle control of FIG. 5B is performed. In the cycle control of FIG. 5B, as shown in FIG. 6B, the cycle of the invalid period is extended. In this case, the readout of the imaging signal is delayed by the extended period, and the imaging and display frame rates are matched without affecting the readout operation of the imaging signal within the effective period.
図5(c)は前のフレームにおいてCCD_VDとTFT_VDとの位相差が目標位相差よりも小さい場合の周期制御のタイミングチャートである。この場合は、図5(c)に示すように、目標位相差とのずれ量の分だけCCD_HDの周期を縮めるようにする。図5(c)の例では、無効期間2及び無効期間3に入力されるCCD_HDの周期を所定時間ずつ縮め、縮めた時間の合計がずれ量となるようにしている。
FIG. 5C is a timing chart of cycle control when the phase difference between CCD_VD and TFT_VD is smaller than the target phase difference in the previous frame. In this case, as shown in FIG. 5C, the CCD_HD cycle is shortened by the amount of deviation from the target phase difference. In the example of FIG. 5C, the period of the CCD_HD input in the
図6(c)は、図5(c)の周期制御が行われる場合の撮像動作の概略について示す図である。図5(c)の周期制御では、図6(c)に示すように、無効期間の周期が縮められる。この場合、縮められた周期の分だけ、撮像信号の読み出しが早まるので、撮像と表示のフレームレートが一致する。 FIG. 6C is a diagram showing an outline of the imaging operation when the cycle control of FIG. 5C is performed. In the cycle control of FIG. 5C, the period of the invalid period is shortened as shown in FIG. In this case, since the readout of the imaging signal is accelerated by the shortened period, the imaging and display frame rates match.
以上説明したように、第1の実施形態においては、撮像クロックと表示クロックとが非同期のシステムであっても、撮像用同期信号と表示用同期信号との位相差が常に目標位相差に近づくように、撮像用同期信号の周期が制御される。これにより、撮像と表示のフレームレートを一致させることが可能である。 As described above, in the first embodiment, even if the imaging clock and the display clock are asynchronous, the phase difference between the imaging synchronization signal and the display synchronization signal always approaches the target phase difference. In addition, the period of the imaging synchronization signal is controlled. Thereby, it is possible to make the frame rate of an imaging and a display correspond.
ここで、CCD_HDの周期制御は1つの水平ラインでのみ行っても良いし、図5(b)や図5(c)に示すように複数ラインに分けて行っても良い。実際には、水平カウンタの構成等により、1つの水平ライン毎に延び縮みできる周期の限界が決まってしまうので、図5(b)や図5(c)に示すようにして複数の水平ラインに分けて周期制御を行うことが好ましい。 Here, the cycle control of the CCD_HD may be performed on only one horizontal line, or may be performed on a plurality of lines as shown in FIGS. 5B and 5C. Actually, the limit of the period that can be expanded and contracted for each horizontal line is determined by the configuration of the horizontal counter, etc., so that a plurality of horizontal lines are formed as shown in FIGS. 5B and 5C. It is preferable to perform the period control separately.
更に、CCD_HDの周期は有効期間内で変化させても良いが、図5(b)や図5(c)に示すように無効期間内で変化させるほうがより好ましい。無効期間内で周期制御を行うことにより、有効画素の読み出しに影響を与えることがないので、装置の誤動作等の不具合が発生する可能性を低減することが可能である。 Furthermore, the cycle of CCD_HD may be changed within the effective period, but it is more preferable to change the period within the ineffective period as shown in FIGS. 5B and 5C. By performing cycle control within the invalid period, it is possible to reduce the possibility that a malfunction such as malfunction of the apparatus will occur because the effective pixel readout is not affected.
また、図6(a)や図6(b)ではフレーム毎にCCD_HDの周期を制御する例を示しているが、数フレームに一度だけ変更するようにしても良い。また、第1の実施形態では現フレームの位相差に基づいて次フレームの撮像用同期信号の周期を制御しているが、過去の数フレームの位相差に基づいて次フレームの撮像用同期信号の周期を制御するようにしても良い。このように過去フレームの位相比較結果も用いることでCCD_HDをなだらかに変化させることが可能である。 6A and 6B show an example in which the CCD_HD cycle is controlled for each frame, it may be changed only once every several frames. In the first embodiment, the period of the imaging synchronization signal for the next frame is controlled based on the phase difference of the current frame, but the imaging synchronization signal of the next frame is controlled based on the phase difference of the past several frames. The period may be controlled. As described above, CCD_HD can be gently changed by using the phase comparison result of the past frame.
また、第1の実施形態では、撮像用同期信号の周期を制御する例について説明したが、表示用同期信号の側の周期を制御するようにしても良い。この場合のデジタルカメラのブロック図を図7に示す。図7が図1と異なる点は、撮像同期信号生成部3からの撮像用同期信号が表示同期信号生成部12に入力される点のみである。
In the first embodiment, the example in which the cycle of the imaging synchronization signal is controlled has been described. However, the cycle on the display synchronization signal side may be controlled. A block diagram of the digital camera in this case is shown in FIG. FIG. 7 is different from FIG. 1 only in that the imaging synchronization signal from the imaging synchronization
また、図8に図7に示す変形例に対応した表示同期信号生成部12の構成を示す。図8の表示同期信号生成部12は、図3の撮像同期信号生成部3と略同一の構成であり、水平カウンタ121と、垂直カウンタ122と、位相比較器123と、周期制御器124とから構成される。ただし、本変形例においては、周期制御器124における周期制御の関係が周期制御器34とは逆になる。つまり、CCD_VDとTFT_VDとの位相差が、目標位相差よりも大きい場合には、次フレームにおけるTFT_VDの周期を目標位相差とのずれ量分だけ縮めるようにする。逆に、CCD_VDとTFT_VDとの位相差が目標位相差よりも小さい場合には、次フレームにおけるTFT_VDの周期を目標位相差とのずれ量の分だけ延ばすようにする。
FIG. 8 shows the configuration of the display
[第2の実施形態]
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。第2の実施形態は、撮像用同期信号と表示用同期信号との位相差に基づいて撮像クロックの周期を制御することにより、撮像と表示との同期を制御する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment, the synchronization between imaging and display is controlled by controlling the period of the imaging clock based on the phase difference between the imaging synchronization signal and the display synchronization signal.
図9は、第2の実施形態に係る同期信号生成装置を備えるデジタルカメラの要部のブロック図である。ここで、図9において、図1と同一の構成については図1と同一の参照符号を付すことで説明を省略する。図9に示すデジタルカメラにおいては撮像同期信号生成部3と撮像クロック生成部4との間に撮像クロック制御部14が設けられており、かつ撮像クロック制御部14に撮像同期信号生成部3からの撮像用同期信号と表示同期信号生成部12からの表示用同期信号とが入力される点が第1の実施形態と異なる。また、第2の実施形態においては図2に示す、撮像同期信号生成部3の内部に位相比較器33と周期制御器34とを設ける必要がない。
FIG. 9 is a block diagram of a main part of a digital camera including a synchronization signal generation device according to the second embodiment. In FIG. 9, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as those in FIG. In the digital camera shown in FIG. 9, an imaging
図10は、第2の実施形態における同期信号生成方法を実現するための撮像クロック制御部14の構成を示すブロック図である。撮像クロック制御部14は、分周及び逓倍器141と、位相比較器142と、周期制御器143と、セレクタ144とから構成されている。
FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of the imaging
分周及び逓倍器141は、撮像クロック生成部4からの撮像クロックを分周若しくは逓倍してセレクタ144に出力する。
The frequency divider /
位相比較器142は、撮像同期信号生成部3から入力される撮像用の垂直同期信号CCD_VDと、表示同期信号生成部12から入力される表示用の垂直同期信号TFT_VDとの位相差を検出し、検出した位相差の値を周期制御器34に出力する。周期制御器143には、位相比較器142において検出された位相差と撮像同期信号生成部3からの水平同期信号CCD_HDとが入力される。周期制御器143は、位相比較器142において検出された位相差と目標位相差とを比較し、位相比較器142において検出された位相差が目標位相差に近づくように、無効期間(ブランキング期間)内での撮像用クロックの周期を設定する。ここで、現在が無効期間であるか否かの判定は、例えばCCD_HDをカウントすることにより行う。セレクタ144は、周期制御器34からのクロック選択信号を受けて、撮像クロック生成部4から入力される撮像用クロックと分周及び逓倍器141における分周或いは逓倍後の撮像用クロックとの何れかを選択して撮像同期信号生成部3に出力する。
The
図11は、第2の実施形態における撮像用クロックの選択制御について示すタイミングチャートである。 FIG. 11 is a timing chart illustrating the imaging clock selection control according to the second embodiment.
図11に示すように、撮像クロック生成部4から撮像クロック制御部14に入力される撮像用クロックはクロック周波数が一定である。撮像用クロックが分周及び逓倍器141に入力されると撮像用クロックが分周及び逓倍される。なお、図11においては分周後の撮像用クロックのみを示している。
As shown in FIG. 11, the clock frequency of the imaging clock input from the imaging
この状態で、位相比較器142において検出されたCCD_VDとTFT_VDとの位相差が周期制御器143に入力される。周期制御器143においては、位相比較器142から入力された位相差と目標位相差との比較が行われ、この位相差が目標位相差に近づくように、撮像用クロックの周期が制御される。例えば、位相比較器142から入力された位相差が目標位相差よりも大きい場合には、第1の実施形態と同様に、次フレームにおけるCCD_VDの周期を目標位相差とのずれ量分だけ延ばす。この場合には、無効期間の間の撮像用クロックを分周後の撮像用クロックに設定するためのクロック選択信号がセレクタ144に入力される。これを受けてセレクタ144においては分周後の撮像用クロックが選択される。したがって、この期間内での撮像用同期信号の周期は、その他の期間内での撮像用同期信号の周期よりも長くなる。
In this state, the phase difference between the CCD_VD and the TFT_VD detected by the
以上説明したように、第2の実施形態においては、撮像用同期信号を生成するための撮像用クロックの周期を、CCD_VDとTFT_VDとの位相差が目標位相差に近づくように設定された時間幅となるように制御することで、撮像と表示のフレームレートを一致させることが可能である。 As described above, in the second embodiment, the period of the imaging clock for generating the imaging synchronization signal is the time width set so that the phase difference between the CCD_VD and the TFT_VD approaches the target phase difference. It is possible to make the frame rate of imaging and display coincide by controlling so that
ここで、分周及び逓倍器141は、最低1個の分周器及び逓倍器から構成されるが、分周器及び逓倍器を複数設けるようにし、分周クロック及び逓倍クロックを複数生成できるようにしても良い。このように複数の分周クロック及び逓倍クロックを生成しておくことにより、撮像用クロックの周期制御の分解能を向上させることが可能である。
Here, the frequency divider /
また、第2の実施形態においても、第1の実施形態と同様に表示用同期信号を生成するための表示用クロックの周期を制御しても良い。この場合のデジタルカメラのブロック図を図12に示す。図12が図9と異なる点は、撮像クロック制御部14の代わりに表示クロック制御部15が設けられている点である。
Also in the second embodiment, the period of the display clock for generating the display synchronization signal may be controlled as in the first embodiment. A block diagram of the digital camera in this case is shown in FIG. FIG. 12 differs from FIG. 9 in that a display
また、図13に図12に示す変形例に対応した表示クロック制御部15の構成を示す。図13の表示クロック制御部15は、図10の撮像クロック制御部14と略同一の構成であり、分周及び逓倍器151と、位相比較器152と、周期制御器153と、セレクタ154とから構成される。ただし、本変形例においては、周期制御器153における周期制御の関係が周期制御器143とは逆になる。
FIG. 13 shows the configuration of the
以上実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。 Although the present invention has been described based on the above embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and applications are naturally possible within the scope of the gist of the present invention.
更に、上記した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適当な組合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、上述したような課題を解決でき、上述したような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も発明として抽出され得る。 Further, the above-described embodiments include various stages of the invention, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements. For example, even if some configuration requirements are deleted from all the configuration requirements shown in the embodiment, the above-described problem can be solved, and this configuration requirement is deleted when the above-described effects can be obtained. The configuration can also be extracted as an invention.
1…撮像素子、2…タイミングジェネレータ(TG)、3…撮像同期信号生成部、4…撮像クロック生成部、5…撮像インターフェイス(I/F)部、6…データバス、7…メモリコントローラ、8…メモリ、9…画像処理部、10…表示インターフェイス(I/F)部、11…表示部、12…表示同期信号生成部、13…表示クロック生成部、14…撮像クロック制御部、15…表示クロック制御部、31,121…水平カウンタ、32,122…垂直カウンタ、33,123,142,152…位相比較器、34,124,143,153…周期制御器、141,151…分周及び逓倍器、144,154…セレクタ
DESCRIPTION OF
Claims (19)
前記撮像同期信号生成部は、
前記撮像用同期信号と前記表示用同期信号との間の位相差を検出する位相差検出部と、
前記位相差検出部により検出された位相差に基づいて前記撮像用同期信号の周期を制御する周期制御部と、
を備えることを特徴とする同期信号生成装置。 In a synchronization signal generation device having an imaging synchronization signal generation unit that generates an imaging synchronization signal for driving an imaging device and a display synchronization signal generation unit that generates a display synchronization signal for driving a display device,
The imaging synchronization signal generator is
A phase difference detector that detects a phase difference between the imaging synchronization signal and the display synchronization signal;
A cycle control unit that controls the cycle of the imaging synchronization signal based on the phase difference detected by the phase difference detection unit;
A synchronization signal generating device comprising:
前記周期制御部は、前記カウンタ部の動作を制御することにより、前記撮像用同期信号と前記表示用同期信号との間の位相差を、前記目標位相差に近づけることを特徴とする請求項2に記載の同期信号生成装置。 The imaging synchronization signal generation unit includes a counter unit that counts an imaging clock for generating the imaging synchronization signal and generates the imaging synchronization signal,
The cycle control unit controls the operation of the counter unit to bring the phase difference between the imaging synchronization signal and the display synchronization signal closer to the target phase difference. The synchronization signal generator according to claim 1.
前記周期制御部は、前記撮像クロック制御部の動作を制御することにより、前記撮像用同期信号と前記表示用同期信号との間の位相差を、前記目標位相差に近づけることを特徴とする請求項2に記載の同期信号生成装置。 The imaging synchronization signal generation unit includes an imaging clock control unit that controls a cycle of an imaging clock for generating the imaging synchronization signal,
The cycle control unit controls the operation of the imaging clock control unit to bring the phase difference between the imaging synchronization signal and the display synchronization signal closer to the target phase difference. Item 3. The synchronization signal generation device according to Item 2.
前記撮像用クロックを分周若しくは逓倍する分周及び逓倍部と、
前記撮像用クロックと前記分周若しくは逓倍後の撮像用クロックとを、前記位相差を前記目標位相差に近づけるために設定された時間幅となるように選択的に切り替えて出力する切り替え部と、
を具備することを特徴とする請求項4に記載の同期信号生成装置。 The imaging clock controller is
A frequency division and multiplication unit for dividing or multiplying the imaging clock;
A switching unit that selectively switches and outputs the imaging clock and the divided or multiplied imaging clock so as to have a time width set to bring the phase difference closer to the target phase difference;
The synchronization signal generating apparatus according to claim 4, further comprising:
前記表示同期信号生成部は、
前記撮像用同期信号と前記表示用同期信号との間の位相差を検出する位相差検出部と、
前記位相差検出部により検出された位相差に基づいて前記表示用同期信号の周期を制御する周期制御部と、
を備えることを特徴とする同期信号生成装置。 In a synchronization signal generation device having an imaging synchronization signal generation unit that generates an imaging synchronization signal for driving an imaging device and a display synchronization signal generation unit that generates a display synchronization signal for driving a display device,
The display synchronization signal generator is
A phase difference detector that detects a phase difference between the imaging synchronization signal and the display synchronization signal;
A cycle control unit that controls the cycle of the display synchronization signal based on the phase difference detected by the phase difference detection unit;
A synchronization signal generating device comprising:
前記周期制御部は、前記カウンタ部の動作を制御することにより、前記撮像用同期信号と前記表示用同期信号との間の位相差を、前記目標位相差に近づけることを特徴とする請求項13に記載の同期信号生成装置。 The display synchronization signal generation unit includes a counter unit that counts a display clock for generating the display synchronization signal and generates the display synchronization signal,
The cycle control unit controls the operation of the counter unit to bring the phase difference between the imaging synchronization signal and the display synchronization signal closer to the target phase difference. The synchronization signal generator according to claim 1.
前記周期制御部は、前記表示クロック制御部の動作を制御することにより、前記撮像用同期信号と前記表示用同期信号との間の位相差を、前記目標位相差に近づけることを特徴とする請求項13に記載の同期信号生成装置。 The display synchronization signal generation unit includes a display clock control unit that controls a cycle of a display clock for generating the display synchronization signal,
The cycle control unit controls the operation of the display clock control unit to bring the phase difference between the imaging synchronization signal and the display synchronization signal closer to the target phase difference. Item 14. The synchronization signal generation device according to Item 13.
前記表示用クロックを分周若しくは逓倍する分周及び逓倍部と、
前記表示用クロックと前記分周若しくは逓倍後の表示用クロックとを、前記位相差を前記目標位相差に近づけるために決定された時間幅となるように選択的に切り替えて出力する切り替え部と、
を具備することを特徴とする請求項15に記載の同期信号生成装置。 The display clock control unit
A frequency division and multiplication unit for dividing or multiplying the display clock;
A switching unit that selectively switches and outputs the display clock and the divided or multiplied display clock so as to have a time width determined to bring the phase difference closer to the target phase difference;
The synchronization signal generation device according to claim 15, comprising:
前記撮像素子を駆動するための撮像用同期信号を生成する撮像同期信号生成部と、
前記撮像素子において取得された撮像信号を処理して画像データを得る画像処理部と、
前記画像処理部において得られた画像データに基づいて画像を表示する表示装置と、
前記撮像用同期信号と非同期な信号であって前記表示装置を駆動するための表示用同期信号を生成する表示同期信号生成部と、
前記撮像用同期信号と前記表示用同期信号との間の位相差を検出する位相差検出部と、
前記位相差検出部により検出された位相差を目標位相差に近づけるように、前記撮像用同期信号と前記表示用同期信号の何れかの周期を制御する周期制御部と、
を具備することを特徴とするデジタルカメラ。 An image sensor that captures an image of a subject and obtains an image signal;
An imaging synchronization signal generating unit that generates an imaging synchronization signal for driving the imaging element;
An image processing unit that obtains image data by processing an imaging signal acquired by the imaging element;
A display device for displaying an image based on the image data obtained in the image processing unit;
A display synchronization signal generating unit that generates a display synchronization signal for driving the display device, which is a signal asynchronous with the imaging synchronization signal;
A phase difference detector that detects a phase difference between the imaging synchronization signal and the display synchronization signal;
A cycle control unit that controls a cycle of the imaging synchronization signal and the display synchronization signal so that the phase difference detected by the phase difference detection unit approaches a target phase difference;
A digital camera comprising:
前記撮像用同期信号と前記表示用同期信号との間の位相差を検出し、
前記検出された位相差を目標位相差に近づけるように、前記撮像用同期信号と前記表示用同期信号の何れかの周期を制御する、
ことを特徴とする同期信号生成方法。 A synchronization signal generating method for generating an imaging synchronization signal for driving an imaging device and a display synchronization signal for driving the display device that is asynchronous with the imaging synchronization signal,
Detecting a phase difference between the imaging synchronization signal and the display synchronization signal;
Controlling the period of either the imaging synchronization signal and the display synchronization signal so that the detected phase difference approaches the target phase difference;
A method of generating a synchronization signal.
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