JP3330359B2 - ビデオカメラ - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、撮影により映像信
号を生成するヘッド部と映像信号を処理するカメラ本体
部とが伝送線で接続されてなるビデオカメラに関する。
号を生成するヘッド部と映像信号を処理するカメラ本体
部とが伝送線で接続されてなるビデオカメラに関する。
【0002】
【従来の技術】CCD(電荷結合素子)撮像素子を用い
たビデオカメラは産業用ビジョンシステムにおいて撮像
装置として使用されている。図9は、このような従来の
CCDビデオカメラの構成を示す概念図である。
たビデオカメラは産業用ビジョンシステムにおいて撮像
装置として使用されている。図9は、このような従来の
CCDビデオカメラの構成を示す概念図である。
【0003】従来のビデオカメラ100は、カメラ本体
部101、ヘッド部102、およびカメラ本体部101
とヘッド部102とを接続するケーブル103を備え
る。
部101、ヘッド部102、およびカメラ本体部101
とヘッド部102とを接続するケーブル103を備え
る。
【0004】ヘッド部102には撮影により撮像情報を
得るためのCCD撮像素子104が設けられている。C
CD撮像素子104では、所定のタイミングで光電変換
を行うとともに光電変換により得られた電荷を転送して
出力するために、カメラ本体部101からケーブル10
3中の複数の伝送線を介してヘッド部102のCCD撮
像素子104に8〜10種類程度のタイミング信号が伝
送される。
得るためのCCD撮像素子104が設けられている。C
CD撮像素子104では、所定のタイミングで光電変換
を行うとともに光電変換により得られた電荷を転送して
出力するために、カメラ本体部101からケーブル10
3中の複数の伝送線を介してヘッド部102のCCD撮
像素子104に8〜10種類程度のタイミング信号が伝
送される。
【0005】このようなタイミング信号としては、例え
ば、CCD撮像素子104の光電変換部の電荷を排出す
るための電荷排出信号、電荷蓄積時間を制御するための
シフトゲート信号、垂直方向に電荷を転送するための3
種類の垂直転送クロック、水平方向に電荷を転送するた
めの2種類の水平転送クロックおよびCCD撮像素子1
04が1画素分の電荷を転送するごとにリセットを行う
ためのリセットゲートクロックがある。
ば、CCD撮像素子104の光電変換部の電荷を排出す
るための電荷排出信号、電荷蓄積時間を制御するための
シフトゲート信号、垂直方向に電荷を転送するための3
種類の垂直転送クロック、水平方向に電荷を転送するた
めの2種類の水平転送クロックおよびCCD撮像素子1
04が1画素分の電荷を転送するごとにリセットを行う
ためのリセットゲートクロックがある。
【0006】また、CCD撮像素子104からカメラ本
体部101へは、撮影より得られた撮像情報を示す映像
信号がケーブル103中の伝送線を介して伝送される。
また、CCD撮像素子104から出力された映像信号
は、ケーブル103中の伝送線を経てカメラ本体部10
1に伝送され、カメラ本体部101でサンプリングされ
る。
体部101へは、撮影より得られた撮像情報を示す映像
信号がケーブル103中の伝送線を介して伝送される。
また、CCD撮像素子104から出力された映像信号
は、ケーブル103中の伝送線を経てカメラ本体部10
1に伝送され、カメラ本体部101でサンプリングされ
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】図9に示す従来のビデ
オカメラ100においては、例えば、カメラ本体部10
1からヘッド部102へ電荷排出信号、3種類の垂直転
送クロック、2種類の水平転送クロックおよびリセット
ゲートクロックを伝送する必要がある。特に、2種類の
水平転送クロックおよびリセットゲートクロックは高い
周波数を有するため、同軸線を用いて伝送する必要があ
る。したがって、タイミング信号の伝送のために10本
の伝送線が必要となる。また、ヘッド部102からカメ
ラ本体部101へ映像信号を伝送する必要がある。映像
信号の伝送のためには、ノイズの混入を防ぐために同軸
線を用いる必要があり、2本の伝送線が必要となる。さ
らに、3系統の電源電圧および接地電圧を伝送するため
に4本の伝送線が必要となる。
オカメラ100においては、例えば、カメラ本体部10
1からヘッド部102へ電荷排出信号、3種類の垂直転
送クロック、2種類の水平転送クロックおよびリセット
ゲートクロックを伝送する必要がある。特に、2種類の
水平転送クロックおよびリセットゲートクロックは高い
周波数を有するため、同軸線を用いて伝送する必要があ
る。したがって、タイミング信号の伝送のために10本
の伝送線が必要となる。また、ヘッド部102からカメ
ラ本体部101へ映像信号を伝送する必要がある。映像
信号の伝送のためには、ノイズの混入を防ぐために同軸
線を用いる必要があり、2本の伝送線が必要となる。さ
らに、3系統の電源電圧および接地電圧を伝送するため
に4本の伝送線が必要となる。
【0008】これらの結果、カメラ本体部101とヘッ
ド部102とを接続するケーブル103としては、16
本の伝送線を含む多芯ケーブルを用いる必要がある。こ
のようにケーブル103として多芯ケーブルを用いる
と、カメラ本体部101とケーブル103およびケーブ
ル103とヘッド部102を接続するためのコネクタに
制約が多くなる。
ド部102とを接続するケーブル103としては、16
本の伝送線を含む多芯ケーブルを用いる必要がある。こ
のようにケーブル103として多芯ケーブルを用いる
と、カメラ本体部101とケーブル103およびケーブ
ル103とヘッド部102を接続するためのコネクタに
制約が多くなる。
【0009】従来のビデオカメラ100では多数の伝送
線が使用されているので、各タイミング信号を伝送する
伝送線に対してケーブルドライバおよびレシーバを挿入
すると、回路規模が大きくなり、消費電力も増大し、小
型化および低消費電力化の妨げとなる。そのため、従来
は、ケーブルドライバおよびレシーバを挿入せずに各タ
イミング信号の伝送を行っている。その結果、カメラ本
体部101の内部回路とケーブル103とのインピーダ
ンスマッチングおよびヘッド部102の内部回路とケー
ブル103とのインピーダンスマッチングを十分に取る
ことができない。
線が使用されているので、各タイミング信号を伝送する
伝送線に対してケーブルドライバおよびレシーバを挿入
すると、回路規模が大きくなり、消費電力も増大し、小
型化および低消費電力化の妨げとなる。そのため、従来
は、ケーブルドライバおよびレシーバを挿入せずに各タ
イミング信号の伝送を行っている。その結果、カメラ本
体部101の内部回路とケーブル103とのインピーダ
ンスマッチングおよびヘッド部102の内部回路とケー
ブル103とのインピーダンスマッチングを十分に取る
ことができない。
【0010】インピーダンスマッチングを十分に取るこ
とができないため、ケーブル103の端部においてタイ
ミング信号の反射が起こるとともに、タイミング信号の
歪みおよびレベルの低下が生じる。タイミング信号の反
射およびレベルの低下により伝送効率が低下しかつ消費
電力が増大する。また、タイミング信号の反射により不
要輻射が増大する。さらに、タイミング信号の歪みやレ
ベルの低下によりヘッド部102の動作が不安定にな
る。ケーブル103の長さが数メートルを超えると、タ
イミング信号の歪みやレベルの低下が大きくなり、CC
D撮像素子104の正常な駆動が難しくなって質の高い
映像信号を得ることが困難になる。
とができないため、ケーブル103の端部においてタイ
ミング信号の反射が起こるとともに、タイミング信号の
歪みおよびレベルの低下が生じる。タイミング信号の反
射およびレベルの低下により伝送効率が低下しかつ消費
電力が増大する。また、タイミング信号の反射により不
要輻射が増大する。さらに、タイミング信号の歪みやレ
ベルの低下によりヘッド部102の動作が不安定にな
る。ケーブル103の長さが数メートルを超えると、タ
イミング信号の歪みやレベルの低下が大きくなり、CC
D撮像素子104の正常な駆動が難しくなって質の高い
映像信号を得ることが困難になる。
【0011】従来のビデオカメラ100では、ヘッド部
102で生成された映像信号がケーブル103で伝送さ
れてカメラ本体部101でサンプリングされるため、例
えばケーブル103が長くなって映像信号の遅延が増大
するとサンプリングクロックの位相と映像信号の位相と
の間に時間的なずれが生じ、正常な画像を得る上で大き
な障害となる。そのため、従来のビデオカメラ100で
は、遅延回路を挿入してケーブル103で生じる位相ず
れを補正しているので、ケーブル長の変更が困難になっ
ている。
102で生成された映像信号がケーブル103で伝送さ
れてカメラ本体部101でサンプリングされるため、例
えばケーブル103が長くなって映像信号の遅延が増大
するとサンプリングクロックの位相と映像信号の位相と
の間に時間的なずれが生じ、正常な画像を得る上で大き
な障害となる。そのため、従来のビデオカメラ100で
は、遅延回路を挿入してケーブル103で生じる位相ず
れを補正しているので、ケーブル長の変更が困難になっ
ている。
【0012】本発明の目的は、カメラ本体部とヘッド部
とを接続するケーブルにより伝送されるタイミング信号
の数が削減されたビデオカメラを提供することである。
とを接続するケーブルにより伝送されるタイミング信号
の数が削減されたビデオカメラを提供することである。
【0013】本発明の他の目的は、ケーブルの長さにか
かわらず安定に映像信号をサンプリングすることができ
るビデオカメラを提供することである。
かわらず安定に映像信号をサンプリングすることができ
るビデオカメラを提供することである。
【0014】
【課題を解決するための手段および発明の効果】第1の
発明に係るビデオカメラは、カメラ本体部、ヘッド部、
およびカメラ本体部とヘッド部との間に接続される伝送
線を備え、カメラ本体部は、第1の数のタイミング信号
を生成して伝送線を介してヘッド部へ伝送する第1のタ
イミング信号生成回路を含み、ヘッド部は、伝送線を介
してカメラ本体部から伝送された第1の数のタイミング
信号に基づいて第1の数よりも多い第2の数のタイミン
グ信号を生成する第2のタイミング信号生成回路と、第
2のタイミング信号生成回路により生成された第2の数
のタイミング信号のいずれかまたは全てに応答して動作
し、映像信号を出力する撮像素子とを含むものである。
発明に係るビデオカメラは、カメラ本体部、ヘッド部、
およびカメラ本体部とヘッド部との間に接続される伝送
線を備え、カメラ本体部は、第1の数のタイミング信号
を生成して伝送線を介してヘッド部へ伝送する第1のタ
イミング信号生成回路を含み、ヘッド部は、伝送線を介
してカメラ本体部から伝送された第1の数のタイミング
信号に基づいて第1の数よりも多い第2の数のタイミン
グ信号を生成する第2のタイミング信号生成回路と、第
2のタイミング信号生成回路により生成された第2の数
のタイミング信号のいずれかまたは全てに応答して動作
し、映像信号を出力する撮像素子とを含むものである。
【0015】本発明のビデオカメラにおいては、カメラ
本体部で第1のタイミング信号生成回路により生成され
た第1の数のタイミング信号が伝送線によりヘッド部へ
伝送される。ヘッド部では、第2のタイミング信号生成
回路により第1の数よりも多い第2の数のタイミング信
号が生成され、撮像素子が第2の数のタイミング信号に
応答して動作し、映像信号を出力する。
本体部で第1のタイミング信号生成回路により生成され
た第1の数のタイミング信号が伝送線によりヘッド部へ
伝送される。ヘッド部では、第2のタイミング信号生成
回路により第1の数よりも多い第2の数のタイミング信
号が生成され、撮像素子が第2の数のタイミング信号に
応答して動作し、映像信号を出力する。
【0016】それにより、伝送線数が第1の数と第2の
数との差だけ少なくなる。伝送線数が少ないので、各伝
送線にドライバおよびレシーバを挿入しても小型化が妨
げられない。そのため、ドライバおよびレシーバを挿入
することにより、カメラ本体部の内部回路と伝送線との
インピーダンスマッチングを取ることができ、かつ伝送
線とヘッド部の内部回路とのインピーダンスマッチング
を取ることができる。インピーダンスマッチングを十分
に取ることができるため、伝送線の端部において第1の
数のタイミング信号の反射が防止されるとともに第1の
数のタイミング信号の歪みおよびレベルの低下が防止さ
れる。
数との差だけ少なくなる。伝送線数が少ないので、各伝
送線にドライバおよびレシーバを挿入しても小型化が妨
げられない。そのため、ドライバおよびレシーバを挿入
することにより、カメラ本体部の内部回路と伝送線との
インピーダンスマッチングを取ることができ、かつ伝送
線とヘッド部の内部回路とのインピーダンスマッチング
を取ることができる。インピーダンスマッチングを十分
に取ることができるため、伝送線の端部において第1の
数のタイミング信号の反射が防止されるとともに第1の
数のタイミング信号の歪みおよびレベルの低下が防止さ
れる。
【0017】第1の数のタイミング信号の反射およびレ
ベルの低下が防止されるため、伝送効率が良くなりかつ
消費電力が小さくなる。また、第1の数のタイミング信
号の反射が防止されるため不要輻射が減少する。さら
に、第1の数のタイミング信号の歪みやレベルの低下が
防止され、ヘッド部の動作が安定する。伝送線が長くな
っても、第1の数のタイミング信号の歪みやレベルの低
下が大きくならず、撮像素子が正常に駆動され、質の高
い映像信号を得ることができる。
ベルの低下が防止されるため、伝送効率が良くなりかつ
消費電力が小さくなる。また、第1の数のタイミング信
号の反射が防止されるため不要輻射が減少する。さら
に、第1の数のタイミング信号の歪みやレベルの低下が
防止され、ヘッド部の動作が安定する。伝送線が長くな
っても、第1の数のタイミング信号の歪みやレベルの低
下が大きくならず、撮像素子が正常に駆動され、質の高
い映像信号を得ることができる。
【0018】第2の発明に係るビデオカメラは、第1の
発明に係るビデオカメラの構成において、ヘッド部は、
第2の数のタイミング信号生成回路により生成された第
2の数のタイミング信号の一部に応答して撮像素子から
出力された映像信号をサンプリングして伝送線を介して
カメラ本体部へ伝送するサンプリング手段をさらに含
み、カメラ本体部は、伝送線を介してヘッド部から伝送
された映像信号に所定の処理を行う映像信号処理回路を
さらに含むものである。
発明に係るビデオカメラの構成において、ヘッド部は、
第2の数のタイミング信号生成回路により生成された第
2の数のタイミング信号の一部に応答して撮像素子から
出力された映像信号をサンプリングして伝送線を介して
カメラ本体部へ伝送するサンプリング手段をさらに含
み、カメラ本体部は、伝送線を介してヘッド部から伝送
された映像信号に所定の処理を行う映像信号処理回路を
さらに含むものである。
【0019】この場合、ヘッド部の第2のタイミング信
号生成回路により生成された第2の数のタイミング信号
の一部に応答してサンプリング手段が映像信号をサンプ
リングしてカメラ本体部の映像信号処理回路に伝送す
る。一方、撮像素子が第2の数のタイミング信号のいず
れかまたは全てに応答して動作するので、撮像素子から
出力された映像信号の位相と第2の数のタイミング信号
の位相との関係は一定に保たれる。そのため、サンプリ
ング手段において、撮像素子から出力された映像信号の
位相とサンプリング信号の位相との関係が一定に保た
れ、伝送線の長さにかかわらず、常に安定に映像信号を
サンプリングすることができる。それにより、遅延回路
を挿入する必要がなくなり、伝送線の長さを自由に変更
することができる。
号生成回路により生成された第2の数のタイミング信号
の一部に応答してサンプリング手段が映像信号をサンプ
リングしてカメラ本体部の映像信号処理回路に伝送す
る。一方、撮像素子が第2の数のタイミング信号のいず
れかまたは全てに応答して動作するので、撮像素子から
出力された映像信号の位相と第2の数のタイミング信号
の位相との関係は一定に保たれる。そのため、サンプリ
ング手段において、撮像素子から出力された映像信号の
位相とサンプリング信号の位相との関係が一定に保た
れ、伝送線の長さにかかわらず、常に安定に映像信号を
サンプリングすることができる。それにより、遅延回路
を挿入する必要がなくなり、伝送線の長さを自由に変更
することができる。
【0020】第3の発明に係るビデオカメラは、第2の
発明に係るビデオカメラの構成において、撮像素子は、
1フレームの撮像情報を得る複数の光電変換部および撮
像情報を転送するレジスタを有する二次元電荷結合素子
を含み、第1の数のタイミング信号は、原発振クロック
信号と、水平同期信号と、垂直同期信号とを含み、第2
の数のタイミング信号は、電荷結合素子における撮像情
報の転送タイミングを規定する複数の転送クロック信号
と、電荷結合素子のレジスタをリセットするリセット信
号と、サンプリング手段のサンプリングタイミングを規
定するサンプリング信号とを含むものである。
発明に係るビデオカメラの構成において、撮像素子は、
1フレームの撮像情報を得る複数の光電変換部および撮
像情報を転送するレジスタを有する二次元電荷結合素子
を含み、第1の数のタイミング信号は、原発振クロック
信号と、水平同期信号と、垂直同期信号とを含み、第2
の数のタイミング信号は、電荷結合素子における撮像情
報の転送タイミングを規定する複数の転送クロック信号
と、電荷結合素子のレジスタをリセットするリセット信
号と、サンプリング手段のサンプリングタイミングを規
定するサンプリング信号とを含むものである。
【0021】この場合、第2のタイミング信号生成回路
は、原発振クロック、水平同期信号および垂直同期信号
から、電荷結合素子に必要な複数の転送クロック信号お
よびリセット信号ならびにサンプリング手段に必要なサ
ンプリング信号が生成される。それにより、伝送線の数
を増やさずにサンプリング信号を生成することができ
る。
は、原発振クロック、水平同期信号および垂直同期信号
から、電荷結合素子に必要な複数の転送クロック信号お
よびリセット信号ならびにサンプリング手段に必要なサ
ンプリング信号が生成される。それにより、伝送線の数
を増やさずにサンプリング信号を生成することができ
る。
【0022】第4の発明に係るビデオカメラは、第3の
発明に係るビデオカメラの構成において、第2の数のタ
イミング信号は、電荷結合素子の複数の光電変換部の電
荷を排出する電荷排出信号をさらに含むものである。
発明に係るビデオカメラの構成において、第2の数のタ
イミング信号は、電荷結合素子の複数の光電変換部の電
荷を排出する電荷排出信号をさらに含むものである。
【0023】この場合、伝送線数を増やすことなく、ヘ
ッド部の第2のタイミング信号生成回路により電荷排出
信号を生成することができる。
ッド部の第2のタイミング信号生成回路により電荷排出
信号を生成することができる。
【0024】第5の発明に係るビデオカメラは、第4の
発明に係るビデオカメラの構成において、第1の数のタ
イミング信号は、任意のタイミングで生成されるトリガ
タイミング信号をさらに含むものである。
発明に係るビデオカメラの構成において、第1の数のタ
イミング信号は、任意のタイミングで生成されるトリガ
タイミング信号をさらに含むものである。
【0025】この場合、第2のタイミング信号生成回路
は、第2の数のタイミング信号のいずれかをトリガタイ
ミング信号に応答して任意のタイミングで生成すること
ができる。それにより、非同期動作が可能となる。
は、第2の数のタイミング信号のいずれかをトリガタイ
ミング信号に応答して任意のタイミングで生成すること
ができる。それにより、非同期動作が可能となる。
【0026】第6の発明に係るビデオカメラは、第3〜
第5のいずれかの発明に係るビデオカメラの構成におい
て、カメラ本体部は、第1のタイミング信号生成回路に
より生成された原発振クロック信号および水平同期信号
を低電圧差動信号として伝送線を介してヘッド部に伝送
するドライバをさらに含むものである。
第5のいずれかの発明に係るビデオカメラの構成におい
て、カメラ本体部は、第1のタイミング信号生成回路に
より生成された原発振クロック信号および水平同期信号
を低電圧差動信号として伝送線を介してヘッド部に伝送
するドライバをさらに含むものである。
【0027】この場合、比較的周波数の高い原発振クロ
ック信号および水平同期信号が低電圧差動信号で伝送さ
れるので、高速な信号伝送が可能となり、消費電力、不
要輻射および外部ノイズ信号の混入による悪影響を低減
することができる。
ック信号および水平同期信号が低電圧差動信号で伝送さ
れるので、高速な信号伝送が可能となり、消費電力、不
要輻射および外部ノイズ信号の混入による悪影響を低減
することができる。
【0028】第7の発明に係るビデオカメラは、第2〜
第6のいずれかの発明に係るビデオカメラの構成におい
て、サンプリング信号は、互いに異なる位相を有する第
1および第2のサンプリング信号を含み、サンプリング
手段は、第1および第2のサンプリング信号に応答して
撮像素子から出力された映像信号をサンプリングする相
関二重サンプリング素子を含むものである。
第6のいずれかの発明に係るビデオカメラの構成におい
て、サンプリング信号は、互いに異なる位相を有する第
1および第2のサンプリング信号を含み、サンプリング
手段は、第1および第2のサンプリング信号に応答して
撮像素子から出力された映像信号をサンプリングする相
関二重サンプリング素子を含むものである。
【0029】この場合、ヘッド部の相関二重サンプリン
グ素子により第1および第2のサンプリング信号に応答
して相関二重サンプリングを行うことができ、映像信号
の基準レベルが変動しても映像信号の信号レベルを安定
にサンプリングすることができる。
グ素子により第1および第2のサンプリング信号に応答
して相関二重サンプリングを行うことができ、映像信号
の基準レベルが変動しても映像信号の信号レベルを安定
にサンプリングすることができる。
【0030】第8の発明に係るビデオカメラは、第1〜
第7のいずれかの発明に係るビデオカメラの構成におい
て、第1のタイミング信号生成回路は、撮像素子の動作
モードを設定するための設定信号を第1の数のタイミン
グ信号のいずれかに重畳し、第2のタイミング信号生成
回路は、第1の数のタイミング信号に重畳された設定信
号に基づいて第2の数のタイミング信号の発生タイミン
グを制御するものである。
第7のいずれかの発明に係るビデオカメラの構成におい
て、第1のタイミング信号生成回路は、撮像素子の動作
モードを設定するための設定信号を第1の数のタイミン
グ信号のいずれかに重畳し、第2のタイミング信号生成
回路は、第1の数のタイミング信号に重畳された設定信
号に基づいて第2の数のタイミング信号の発生タイミン
グを制御するものである。
【0031】この場合、第2の数のタイミング信号の発
生タイミングの制御のための設定信号が第1の数のタイ
ミング信号に重畳されるので、伝送線の数を増加させる
ことなく撮像素子の動作モードを設定できる。
生タイミングの制御のための設定信号が第1の数のタイ
ミング信号に重畳されるので、伝送線の数を増加させる
ことなく撮像素子の動作モードを設定できる。
【0032】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら詳細に説明する。
て図面を参照しながら詳細に説明する。
【0033】図1は本発明の一実施の形態によるビデオ
カメラのブロック図である。図1において、ビデオカメ
ラ1は、カメラ本体部2、ケーブル3およびヘッド部4
を備える。
カメラのブロック図である。図1において、ビデオカメ
ラ1は、カメラ本体部2、ケーブル3およびヘッド部4
を備える。
【0034】カメラ本体部2は、電源回路5、タイミン
グジェネレータ6、パラレル・シリアル変換器7、切り
換え信号発生回路8、切り換え装置9、映像信号処理回
路10、ドライバ11a〜11dおよびレシーバ11e
を備える。ケーブル3は、伝送線31〜35および4本
の電源ライン36を含む。
グジェネレータ6、パラレル・シリアル変換器7、切り
換え信号発生回路8、切り換え装置9、映像信号処理回
路10、ドライバ11a〜11dおよびレシーバ11e
を備える。ケーブル3は、伝送線31〜35および4本
の電源ライン36を含む。
【0035】ヘッド部4は、レシーバ11f〜11i、
ドライバ11j、タイミングジェネレータ12、シリア
ル・パラレル変換器13、CCD撮像素子14および相
関二重サンプリング素子(以下、CDS素子と呼ぶ)1
5を備える。
ドライバ11j、タイミングジェネレータ12、シリア
ル・パラレル変換器13、CCD撮像素子14および相
関二重サンプリング素子(以下、CDS素子と呼ぶ)1
5を備える。
【0036】カメラ本体部2の電源回路5は、後述する
CCD撮像素子14を駆動するための3種類の電源電圧
VDD,VRD,VL および接地電圧GNDを発生する。タ
イミングジェネレータ6は、原発振クロックCK、水平
走査周期を規定するタイミングに相当する水平同期信号
HSS、垂直走査周期を規定する垂直同期信号VSSお
よび外部から任意のタイミングで与えられるトリガに応
答して生成されるトリガタイミング信号TTを発生す
る。
CCD撮像素子14を駆動するための3種類の電源電圧
VDD,VRD,VL および接地電圧GNDを発生する。タ
イミングジェネレータ6は、原発振クロックCK、水平
走査周期を規定するタイミングに相当する水平同期信号
HSS、垂直走査周期を規定する垂直同期信号VSSお
よび外部から任意のタイミングで与えられるトリガに応
答して生成されるトリガタイミング信号TTを発生す
る。
【0037】パラレル・シリアル変換器7は、後述する
タイミングジェネレータ12の設定を行うための制御パ
ラメータを示すパラレル信号PDをシリアルデータスト
ローブSTRB、シリアルデータDATAおよびシリア
ルクロックDCLKに変換して出力する。
タイミングジェネレータ12の設定を行うための制御パ
ラメータを示すパラレル信号PDをシリアルデータスト
ローブSTRB、シリアルデータDATAおよびシリア
ルクロックDCLKに変換して出力する。
【0038】切り換え装置9は、タイミングジェネレー
タ6により発生される水平同期信号HSS、垂直同期信
号VSSおよびトリガタイミング信号TTと、パラレル
・シリアル変換器7により出力されるシリアルデータス
トローブSTRB、シリアルデータDATAおよびシリ
アルクロックDCLKとを切り換えてドライバ11b,
11c,11dへ出力する。それにより、水平同期信号
HSS、垂直同期信号VSSおよびトリガタイミング信
号TTにそれぞれシリアルデータストローブSTRB、
シリアルデータDATAおよびシリアルクロックDCL
Kが重畳される。以下、原発振クロックCK、水平同期
信号HSS、垂直同期信号VSSおよびトリガタイミン
グ信号TTをタイミング信号φ1と総称する。切り換え
信号発生回路8は、切り換え装置9に切り換えを行わせ
るための切り換え信号SWを出力する。
タ6により発生される水平同期信号HSS、垂直同期信
号VSSおよびトリガタイミング信号TTと、パラレル
・シリアル変換器7により出力されるシリアルデータス
トローブSTRB、シリアルデータDATAおよびシリ
アルクロックDCLKとを切り換えてドライバ11b,
11c,11dへ出力する。それにより、水平同期信号
HSS、垂直同期信号VSSおよびトリガタイミング信
号TTにそれぞれシリアルデータストローブSTRB、
シリアルデータDATAおよびシリアルクロックDCL
Kが重畳される。以下、原発振クロックCK、水平同期
信号HSS、垂直同期信号VSSおよびトリガタイミン
グ信号TTをタイミング信号φ1と総称する。切り換え
信号発生回路8は、切り換え装置9に切り換えを行わせ
るための切り換え信号SWを出力する。
【0039】ドライバ11aは、タイミングジェネレー
タ6から出力された原発振クロックCKを伝送線31に
与える。ドライバ11bは、切り換え装置9から出力さ
れた水平同期信号HSSを伝送線32に与える。ドライ
バ11cは、切り換え装置9から出力された垂直同期信
号VSSを伝送線33に与える。ドライバ11dは、切
り換え装置9から出力されたトリガタイミング信号TT
を伝送線34に与える。4本の電源ライン36は電源回
路5から発生された3種類の電圧VDD,VRD,VL およ
び接地電圧GNDをヘッド部4に供給する。
タ6から出力された原発振クロックCKを伝送線31に
与える。ドライバ11bは、切り換え装置9から出力さ
れた水平同期信号HSSを伝送線32に与える。ドライ
バ11cは、切り換え装置9から出力された垂直同期信
号VSSを伝送線33に与える。ドライバ11dは、切
り換え装置9から出力されたトリガタイミング信号TT
を伝送線34に与える。4本の電源ライン36は電源回
路5から発生された3種類の電圧VDD,VRD,VL およ
び接地電圧GNDをヘッド部4に供給する。
【0040】ヘッド部4のレシーバ11fは、伝送線3
1により伝送された原発振クロックCKをタイミングジ
ェネレータ12に与える。レシーバ11gは、伝送線3
2に伝送された水平同期信号HSSをタイミングジェネ
レータ12およびシリアル・パラレル変換器13に与え
る。レシーバ11hは、伝送線33により伝送された垂
直同期信号VSSをタイミングジェネレータ12および
シリアル・パラレル変換器13に与える。レシーバ11
iは、伝送線34により伝送されたトリガタイミング信
号TTをタイミングジェネレータ12およびシリアル・
パラレル変換器13に与える。
1により伝送された原発振クロックCKをタイミングジ
ェネレータ12に与える。レシーバ11gは、伝送線3
2に伝送された水平同期信号HSSをタイミングジェネ
レータ12およびシリアル・パラレル変換器13に与え
る。レシーバ11hは、伝送線33により伝送された垂
直同期信号VSSをタイミングジェネレータ12および
シリアル・パラレル変換器13に与える。レシーバ11
iは、伝送線34により伝送されたトリガタイミング信
号TTをタイミングジェネレータ12およびシリアル・
パラレル変換器13に与える。
【0041】タイミングジェネレータ12は、レシーバ
11fから与えられた原発振クロックCK、レシーバ1
1gから与えられた水平同期信号HSS、レシーバ11
hから与えられた垂直同期信号VSSおよびレシーバ1
1iから与えられたトリガタイミング信号TTに基づい
てタイミング信号φ2およびサンプリング信号SHP,
SHDを生成する。タイミング信号φ2は、後述する8
種類の信号を含む。
11fから与えられた原発振クロックCK、レシーバ1
1gから与えられた水平同期信号HSS、レシーバ11
hから与えられた垂直同期信号VSSおよびレシーバ1
1iから与えられたトリガタイミング信号TTに基づい
てタイミング信号φ2およびサンプリング信号SHP,
SHDを生成する。タイミング信号φ2は、後述する8
種類の信号を含む。
【0042】シリアル・パラレル変換器13は、水平同
期信号HSSに重畳されたシリアルデータストローブS
TRB、垂直同期信号VSSに重畳されたシリアルデー
タDATAおよびトリガタイミング信号TTに重畳され
たシリアルクロックDCLKから制御パラメータを示す
パラレル信号PDを生成してタイミングジェネレータ1
2に出力する。
期信号HSSに重畳されたシリアルデータストローブS
TRB、垂直同期信号VSSに重畳されたシリアルデー
タDATAおよびトリガタイミング信号TTに重畳され
たシリアルクロックDCLKから制御パラメータを示す
パラレル信号PDを生成してタイミングジェネレータ1
2に出力する。
【0043】CCD撮像素子14は、電源回路5から電
源ライン36を介して供給される電源電圧VDD,VRD,
VL および接地電圧GNDにより駆動され、タイミング
ジェネレータ12から与えられるタイミング信号φ2に
応答して光電変換を行うとともに光電変換により得られ
た電荷を転送し、映像信号VDinとして出力する。
源ライン36を介して供給される電源電圧VDD,VRD,
VL および接地電圧GNDにより駆動され、タイミング
ジェネレータ12から与えられるタイミング信号φ2に
応答して光電変換を行うとともに光電変換により得られ
た電荷を転送し、映像信号VDinとして出力する。
【0044】CDS素子15は、タイミングジェネレー
タ12から与えられたサンプリング信号SHP,SHD
に基づいて、CCD撮像素子14から与えられた映像信
号VDinをサンプリングし、サンプリングされた映像信
号VDout をドライバ11jを介して伝送線35に出力
する。
タ12から与えられたサンプリング信号SHP,SHD
に基づいて、CCD撮像素子14から与えられた映像信
号VDinをサンプリングし、サンプリングされた映像信
号VDout をドライバ11jを介して伝送線35に出力
する。
【0045】カメラ本体部2のレシーバ11eは、伝送
線35により伝送された映像信号VDout を映像信号処
理回路10に与える。映像信号処理回路10は、レシー
バ11eから伝えられた映像信号VDout に所定の処理
を行う。所定の処理は、例えば映像信号VDout に同期
信号を付加して出力する処理、映像信号VDout をデジ
タル信号に変換して出力する処理等である。
線35により伝送された映像信号VDout を映像信号処
理回路10に与える。映像信号処理回路10は、レシー
バ11eから伝えられた映像信号VDout に所定の処理
を行う。所定の処理は、例えば映像信号VDout に同期
信号を付加して出力する処理、映像信号VDout をデジ
タル信号に変換して出力する処理等である。
【0046】なお、原発振クロックCKおよび水平同期
信号HSSの周波数は例えば40MHzおよび20MH
zと比較的高いので、ドライバ11a,11bおよびレ
シーバ11f,11gとしてLVDS(Low Voltage Di
fferential Signaling)素子を用いる。それにより、原
発振クロックCKおよび水平同期信号HSSを低電圧差
動信号として伝送することができるので、高速な信号伝
送が可能となるとともに、伝送信号振幅を軽減でき、電
力消費の低減、不要輻射の低減、および外部ノイズによ
る影響の低減が可能となる。
信号HSSの周波数は例えば40MHzおよび20MH
zと比較的高いので、ドライバ11a,11bおよびレ
シーバ11f,11gとしてLVDS(Low Voltage Di
fferential Signaling)素子を用いる。それにより、原
発振クロックCKおよび水平同期信号HSSを低電圧差
動信号として伝送することができるので、高速な信号伝
送が可能となるとともに、伝送信号振幅を軽減でき、電
力消費の低減、不要輻射の低減、および外部ノイズによ
る影響の低減が可能となる。
【0047】本実施の形態において、タイミングジェネ
レータ6が第1のタイミング信号生成回路に相当し、タ
イミングジェネレータ12が第2のタイミング信号生成
回路に相当し、CDS素子15がサンプリング手段に相
当し、タイミング信号φ1が第1の数のタイミング信号
に相当し、タイミング信号φ2およびサンプリング信号
SHP,SHDが第2の数のタイミング信号に相当す
る。
レータ6が第1のタイミング信号生成回路に相当し、タ
イミングジェネレータ12が第2のタイミング信号生成
回路に相当し、CDS素子15がサンプリング手段に相
当し、タイミング信号φ1が第1の数のタイミング信号
に相当し、タイミング信号φ2およびサンプリング信号
SHP,SHDが第2の数のタイミング信号に相当す
る。
【0048】次にビデオカメラ1の動作の概要について
説明する。まず切り換え信号発生回路8から出力された
切り換え信号SWにより、切り換え装置9で切り換えが
行われ、パラレル・シリアル変換器7から出力されたシ
リアルデータストローブSTRB、シリアルデータDA
TAおよびシリアルクロックDCLKがそれぞれ水平同
期信号HSS,垂直同期信号VSSおよびトリガタイミ
ング信号TTに重畳され、ドライバ11b〜11d、伝
送線32〜34およびレシーバ11g〜11iを介して
ヘッド部4のタイミングジェネレータ12およびシリア
ル・パラレル変換器13に与えられる。
説明する。まず切り換え信号発生回路8から出力された
切り換え信号SWにより、切り換え装置9で切り換えが
行われ、パラレル・シリアル変換器7から出力されたシ
リアルデータストローブSTRB、シリアルデータDA
TAおよびシリアルクロックDCLKがそれぞれ水平同
期信号HSS,垂直同期信号VSSおよびトリガタイミ
ング信号TTに重畳され、ドライバ11b〜11d、伝
送線32〜34およびレシーバ11g〜11iを介して
ヘッド部4のタイミングジェネレータ12およびシリア
ル・パラレル変換器13に与えられる。
【0049】シリアル・パラレル変換器13は、シリア
ルデータストローブSTRB、シリアルデータDATA
およびシリアルクロックDCLKから制御パラメータを
示すパラレル信号PDを生成してタイミングジェネレー
タ12に出力する。タイミングジェネレータ12の動作
モードがパラレル信号PDにより設定される。動作モー
ドの設定には、シャッタ時間の設定、1フレームに1回
の電子シャッタ動作を行う連続(同期シャッタ)モード
か外部から与えられるトリガに同期してシャッタ動作を
行うランダム(非同期シャッタ)モードかの設定、およ
び倍速等の特殊モードの設定が含まれる。
ルデータストローブSTRB、シリアルデータDATA
およびシリアルクロックDCLKから制御パラメータを
示すパラレル信号PDを生成してタイミングジェネレー
タ12に出力する。タイミングジェネレータ12の動作
モードがパラレル信号PDにより設定される。動作モー
ドの設定には、シャッタ時間の設定、1フレームに1回
の電子シャッタ動作を行う連続(同期シャッタ)モード
か外部から与えられるトリガに同期してシャッタ動作を
行うランダム(非同期シャッタ)モードかの設定、およ
び倍速等の特殊モードの設定が含まれる。
【0050】タイミングジェネレータ12の動作モード
が設定されると、切り換え信号発生回路8から出力され
た切り換え信号SWにより、切り換え装置9で切り換え
が行われ、カメラ本体部2のタイミングジェネレータ6
から出力された水平同期信号HSS、垂直同期信号VS
Sおよびトリガタイミング信号TTがドライバ11b〜
11d、伝送線32〜34およびレシーバ11g〜11
iを介してヘッド部4のタイミングジェネレータ12お
よびシリアル・パラレル変換器13に与えられる。
が設定されると、切り換え信号発生回路8から出力され
た切り換え信号SWにより、切り換え装置9で切り換え
が行われ、カメラ本体部2のタイミングジェネレータ6
から出力された水平同期信号HSS、垂直同期信号VS
Sおよびトリガタイミング信号TTがドライバ11b〜
11d、伝送線32〜34およびレシーバ11g〜11
iを介してヘッド部4のタイミングジェネレータ12お
よびシリアル・パラレル変換器13に与えられる。
【0051】タイミングジェネレータ12は、原発振ク
ロックCK、水平同期信号HSS、垂直同期信号VSS
およびトリガタイミング信号TTからタイミング信号φ
2およびサンプリング信号SHP,SHDを生成する。
タイミング信号φ2には、後述する水平転送クロックH
1,H2、垂直転送クロックV1〜V3、シフトゲート
信号SG、リセットゲートクロックRGおよび放電パル
スSUBが含まれる。タイミング信号φ2の波形は動作
モードの設定によって変更することができる。
ロックCK、水平同期信号HSS、垂直同期信号VSS
およびトリガタイミング信号TTからタイミング信号φ
2およびサンプリング信号SHP,SHDを生成する。
タイミング信号φ2には、後述する水平転送クロックH
1,H2、垂直転送クロックV1〜V3、シフトゲート
信号SG、リセットゲートクロックRGおよび放電パル
スSUBが含まれる。タイミング信号φ2の波形は動作
モードの設定によって変更することができる。
【0052】CCD撮像素子14には、カメラ本体部2
の電源回路5から電源電圧VDD,V L ,VRDおよび接地
電圧GNDが供給されており、CCD撮像素子14は、
タイミングジェネレータ12から出力されたタイミング
信号φ2に応答して動作し、映像信号VDinを出力す
る。CCD撮像素子14の動作については後述する。
の電源回路5から電源電圧VDD,V L ,VRDおよび接地
電圧GNDが供給されており、CCD撮像素子14は、
タイミングジェネレータ12から出力されたタイミング
信号φ2に応答して動作し、映像信号VDinを出力す
る。CCD撮像素子14の動作については後述する。
【0053】CDS素子15は、タイミングジェネレー
タ12から出力されたサンプリング信号SHP,SHD
に応答して、CCD撮像素子14から出力された映像信
号VDinの相関二重サンプリングを行う。その結果、C
DS素子15から出力される映像信号VDout がドライ
バ11j、伝送線35およびレシーバ11eを介してカ
メラ本体部2の映像信号処理回路10に与えられる。
タ12から出力されたサンプリング信号SHP,SHD
に応答して、CCD撮像素子14から出力された映像信
号VDinの相関二重サンプリングを行う。その結果、C
DS素子15から出力される映像信号VDout がドライ
バ11j、伝送線35およびレシーバ11eを介してカ
メラ本体部2の映像信号処理回路10に与えられる。
【0054】本実施の形態のビデオカメラ1によれば、
4種類の信号からなるタイミング信号φ1(原発振クロ
ックCK、水平同期信号HSS、垂直同期信号VSSお
よびトリガタイミング信号TT)がケーブル3でカメラ
本体部2からヘッド部4に伝送されて8種類の信号から
なるタイミング信号φ2(水平転送クロックH1,H
2、リセットゲートクロックRG、シフトゲート信号S
G、垂直転送クロックV1〜V3および放電パルスSU
B)および2種類のサンプリンブ信号SHP,SHDが
ヘッド部4のタイミングジェネレータ12で生成される
ので、ケーブル3に含まれる伝送線の数を大幅に削減す
ることができる。そのため、伝送線31〜35に必要な
ドライバ11a〜11d,11jおよびレシーバ11
e,11f〜11iの数も少なくなり、カメラ本体部2
およびヘッド部4が大型化しない。
4種類の信号からなるタイミング信号φ1(原発振クロ
ックCK、水平同期信号HSS、垂直同期信号VSSお
よびトリガタイミング信号TT)がケーブル3でカメラ
本体部2からヘッド部4に伝送されて8種類の信号から
なるタイミング信号φ2(水平転送クロックH1,H
2、リセットゲートクロックRG、シフトゲート信号S
G、垂直転送クロックV1〜V3および放電パルスSU
B)および2種類のサンプリンブ信号SHP,SHDが
ヘッド部4のタイミングジェネレータ12で生成される
ので、ケーブル3に含まれる伝送線の数を大幅に削減す
ることができる。そのため、伝送線31〜35に必要な
ドライバ11a〜11d,11jおよびレシーバ11
e,11f〜11iの数も少なくなり、カメラ本体部2
およびヘッド部4が大型化しない。
【0055】ドライバ11a〜11dを挿入することに
よりケーブル3とカメラ本体部2の内部回路とのインピ
ーダンスマッチングを十分にとることができ、レシーバ
11f〜11iを挿入することによりケーブル3とヘッ
ド部4の内部回路とのインピーダンスマッチングを十分
に取ることができる。そのため、ケーブル3の端部にお
いて、タイミング信号φ1の反射が防止され、タイミン
グ信号φ1の歪みおよびレベルの低下が生じない。した
がって、タイミング信号φ1の伝送効率が低下せずかつ
消費電力が少なくなる。
よりケーブル3とカメラ本体部2の内部回路とのインピ
ーダンスマッチングを十分にとることができ、レシーバ
11f〜11iを挿入することによりケーブル3とヘッ
ド部4の内部回路とのインピーダンスマッチングを十分
に取ることができる。そのため、ケーブル3の端部にお
いて、タイミング信号φ1の反射が防止され、タイミン
グ信号φ1の歪みおよびレベルの低下が生じない。した
がって、タイミング信号φ1の伝送効率が低下せずかつ
消費電力が少なくなる。
【0056】また、タイミング信号φ1の反射が防止さ
れるので、不要輻射が少なくなる。さらに、タイミング
信号φ1の歪みやレベルの低下が生じないのでヘッド部
4の動作が安定する。ケーブル3の長さが数メートルを
超える場合、例えば5〜10メートル以上のヘッド分離
を行う場合でも安定に動作する。したがって、タイミン
グ信号φ2の歪みやレベルの低下が防止され、CCD撮
像素子14の正常な駆動が行われ、質の高い映像信号を
得ることができる。
れるので、不要輻射が少なくなる。さらに、タイミング
信号φ1の歪みやレベルの低下が生じないのでヘッド部
4の動作が安定する。ケーブル3の長さが数メートルを
超える場合、例えば5〜10メートル以上のヘッド分離
を行う場合でも安定に動作する。したがって、タイミン
グ信号φ2の歪みやレベルの低下が防止され、CCD撮
像素子14の正常な駆動が行われ、質の高い映像信号を
得ることができる。
【0057】また、ヘッド部4の仕様が変更されて、ヘ
ッド部4において用いるCCD撮像素子14の種類の変
更によりCCD撮像素子14が必要とするタイミング信
号φ2の種類が変わっても、カメラ本体部2から出力さ
れる信号の種類を固定することができるので、ケーブル
3の種類を例えば12芯線に共通化でき、コネクタの仕
様も統一できる。そのため、異なるCCD撮像素子を用
いるビデオカメラ間でケーブルおよびコネクタを共通化
でき、コストダウンを図ることができる。また、ヘッド
部4の仕様が変更されてもカメラ本体部2の仕様を変更
しなくてもよくなり、ヘッド部4のみの変換が可能にな
る。
ッド部4において用いるCCD撮像素子14の種類の変
更によりCCD撮像素子14が必要とするタイミング信
号φ2の種類が変わっても、カメラ本体部2から出力さ
れる信号の種類を固定することができるので、ケーブル
3の種類を例えば12芯線に共通化でき、コネクタの仕
様も統一できる。そのため、異なるCCD撮像素子を用
いるビデオカメラ間でケーブルおよびコネクタを共通化
でき、コストダウンを図ることができる。また、ヘッド
部4の仕様が変更されてもカメラ本体部2の仕様を変更
しなくてもよくなり、ヘッド部4のみの変換が可能にな
る。
【0058】図1のビデオカメラ1においてケーブル3
として12芯線を用いることができるのは、LVDS素
子からなるドライバ11aとレシーバ11fとを結ぶ伝
送線31およびLVDS素子からなるドライバ11bと
レシーバ11gとを結ぶ伝送線32がそれぞれ2本ずつ
必要であり、映像信号VDout を伝送する伝送線35も
同軸線であるため2本必要になり、これら伝送線31,
32,35と残り2本の伝送線33,34および4本の
電源ライン36とを合わせると12本になるからであ
る。
として12芯線を用いることができるのは、LVDS素
子からなるドライバ11aとレシーバ11fとを結ぶ伝
送線31およびLVDS素子からなるドライバ11bと
レシーバ11gとを結ぶ伝送線32がそれぞれ2本ずつ
必要であり、映像信号VDout を伝送する伝送線35も
同軸線であるため2本必要になり、これら伝送線31,
32,35と残り2本の伝送線33,34および4本の
電源ライン36とを合わせると12本になるからであ
る。
【0059】また、周波数の高い原発振クロックCKお
よび水平同期信号HSSは、LVDS素子からなるドラ
イバ11a,11bおよびレシーバ11f,11gで伝
送されるので、高効率かつ高品質に伝送される。それに
より、ビデオカメラ1の各個体間の性能のばらつきが発
生し難い。
よび水平同期信号HSSは、LVDS素子からなるドラ
イバ11a,11bおよびレシーバ11f,11gで伝
送されるので、高効率かつ高品質に伝送される。それに
より、ビデオカメラ1の各個体間の性能のばらつきが発
生し難い。
【0060】また、CDS素子15から出力された映像
信号VDout についてもドライバ11jおよびレシーバ
11eを用いて伝送線35の端部におけるインピーダン
スマッチングが十分に取られているので、ケーブル3を
長くしても映像信号波形の歪みや減衰が少ない。
信号VDout についてもドライバ11jおよびレシーバ
11eを用いて伝送線35の端部におけるインピーダン
スマッチングが十分に取られているので、ケーブル3を
長くしても映像信号波形の歪みや減衰が少ない。
【0061】さらに、CDS素子15がヘッド部4に設
けられるとともにサンプリング信号SHP,SHDがヘ
ッド部4のタイミングジェネレータ12で生成されるの
で、CDS素子15のサンプリング信号SHP,SHD
の位相と映像信号VDinの位相との関係が一定に保たれ
るため、ケーブル3の長さの変更にかかわらず動作が安
定している。これにより、ビデオカメラ1の出荷後のケ
ーブル3の長さの変更およびヘッド部4のみの交換が可
能になる。
けられるとともにサンプリング信号SHP,SHDがヘ
ッド部4のタイミングジェネレータ12で生成されるの
で、CDS素子15のサンプリング信号SHP,SHD
の位相と映像信号VDinの位相との関係が一定に保たれ
るため、ケーブル3の長さの変更にかかわらず動作が安
定している。これにより、ビデオカメラ1の出荷後のケ
ーブル3の長さの変更およびヘッド部4のみの交換が可
能になる。
【0062】図2はCCD撮像素子14の構成を示すブ
ロック図である。また、図3および図4はタイミングジ
ェネレータ12に入力されるタイミング信号φ1とタイ
ミングジェネレータ12から出力されるタイミング信号
φ2およびサンプリング信号SHP,SHDとの関係を
示すタイミング図である。図4は図3の時間軸を拡大し
たものである。
ロック図である。また、図3および図4はタイミングジ
ェネレータ12に入力されるタイミング信号φ1とタイ
ミングジェネレータ12から出力されるタイミング信号
φ2およびサンプリング信号SHP,SHDとの関係を
示すタイミング図である。図4は図3の時間軸を拡大し
たものである。
【0063】図2において、CCD撮像素子14は、複
数の光電変換画素(光セル)20、複数の垂直シフトレ
ジスタ21、水平シフトレジスタ22および出力部23
を備える。
数の光電変換画素(光セル)20、複数の垂直シフトレ
ジスタ21、水平シフトレジスタ22および出力部23
を備える。
【0064】図2のCCD撮像素子14はタイミング信
号φ2により駆動される。上記のように、タイミング信
号φ2は、タイミングジェネレータ12においてタイミ
ング信号φ1に基づいて生成される。なお、サンプリン
グ信号SHP,SHDもタイミングジェネレータ12に
おいてタイミング信号φ1に基づいて生成される。
号φ2により駆動される。上記のように、タイミング信
号φ2は、タイミングジェネレータ12においてタイミ
ング信号φ1に基づいて生成される。なお、サンプリン
グ信号SHP,SHDもタイミングジェネレータ12に
おいてタイミング信号φ1に基づいて生成される。
【0065】図3および図4において、タイミング信号
φ1のうち、水平同期信号HSSはCCD撮像素子14
の水平走査周期で所定時間ローレベルに立ち下がり、垂
直同期信号VSSはCCD撮像素子14の垂直走査周期
で所定時間ローレベルに立ち下がる。これらの水平同期
信号HSSおよび垂直同期信号VSSは原発振クロック
CKを分周することにより得られる。また、トリガタイ
ミング信号TTは、外部から任意のタイミングで与えら
れるトリガに応答して所定時間ローレベルに立ち下が
る。
φ1のうち、水平同期信号HSSはCCD撮像素子14
の水平走査周期で所定時間ローレベルに立ち下がり、垂
直同期信号VSSはCCD撮像素子14の垂直走査周期
で所定時間ローレベルに立ち下がる。これらの水平同期
信号HSSおよび垂直同期信号VSSは原発振クロック
CKを分周することにより得られる。また、トリガタイ
ミング信号TTは、外部から任意のタイミングで与えら
れるトリガに応答して所定時間ローレベルに立ち下が
る。
【0066】図4に示すように、水平転送クロックH
1,H2は、互いに180度異なる位相を有し、1画素
分の走査周期でパルス状に変化する。水平転送クロック
H1,H2には、1水平走査周期ごとにパルスの休止期
間X1が設けられている。水平転送クロックH1,H2
は原発振クロックCKを分周することにより得られる。
1,H2は、互いに180度異なる位相を有し、1画素
分の走査周期でパルス状に変化する。水平転送クロック
H1,H2には、1水平走査周期ごとにパルスの休止期
間X1が設けられている。水平転送クロックH1,H2
は原発振クロックCKを分周することにより得られる。
【0067】垂直転送クロックV1,V2,V3は、そ
れぞれ異なる位相を有し、水平走査周期でパルス状に変
化する。特に、垂直転送クロックV3には、垂直同期信
号VSSに同期する垂直同期信号VSが重畳される。こ
れらの垂直転送クロックV1,V2,V3は、水平転送
クロックH1,H2の休止期間X1に発生する。垂直転
送クロックV1,V2,V3は、原発振クロックCK、
水平同期信号HSSおよび垂直同期信号VSSに基づい
て生成される。
れぞれ異なる位相を有し、水平走査周期でパルス状に変
化する。特に、垂直転送クロックV3には、垂直同期信
号VSSに同期する垂直同期信号VSが重畳される。こ
れらの垂直転送クロックV1,V2,V3は、水平転送
クロックH1,H2の休止期間X1に発生する。垂直転
送クロックV1,V2,V3は、原発振クロックCK、
水平同期信号HSSおよび垂直同期信号VSSに基づい
て生成される。
【0068】リセットゲートクロックRGも、図4に示
すように、水平転送クロックH1,H2と同様に1画素
分の走査周期でパルス状に変化する。リセットゲートク
ロックRGは原発振クロックCKを分周することにより
得られる。
すように、水平転送クロックH1,H2と同様に1画素
分の走査周期でパルス状に変化する。リセットゲートク
ロックRGは原発振クロックCKを分周することにより
得られる。
【0069】放電パルスSUBは水平走査周期でパルス
状に変化する。それにより、各光電変換画素20に蓄積
された電荷が周期的に基板(図示せず)に放電される。
放電パルスSUBは、原発振クロックCK、水平同期信
号HSSおよび垂直同期信号VSSに基づいて生成され
る。
状に変化する。それにより、各光電変換画素20に蓄積
された電荷が周期的に基板(図示せず)に放電される。
放電パルスSUBは、原発振クロックCK、水平同期信
号HSSおよび垂直同期信号VSSに基づいて生成され
る。
【0070】放電パルスSUBによる放電の後、各光電
変換画素20において電荷の蓄積が開始される。シフト
ゲート信号SGに応答してシフトゲート(図示せず)を
介して蓄積された電荷が対応する垂直シフトレジスタ2
1に転送される。シフトゲート信号SGは、同期モード
では、垂直同期信号VSSの立ち下がりから所定期間経
過後に立ち上がり、非同期モードでは、シフトゲート信
号SGはトリガタイミング信号TTに基づいて生成さ
れ、トリガタイミング信号TTの立ち下がりから所定期
間経過後に立ち上がる。この所定期間が露光時間に相当
し、タイミングジェネレータ12の動作モードの設定に
より変更される。
変換画素20において電荷の蓄積が開始される。シフト
ゲート信号SGに応答してシフトゲート(図示せず)を
介して蓄積された電荷が対応する垂直シフトレジスタ2
1に転送される。シフトゲート信号SGは、同期モード
では、垂直同期信号VSSの立ち下がりから所定期間経
過後に立ち上がり、非同期モードでは、シフトゲート信
号SGはトリガタイミング信号TTに基づいて生成さ
れ、トリガタイミング信号TTの立ち下がりから所定期
間経過後に立ち上がる。この所定期間が露光時間に相当
し、タイミングジェネレータ12の動作モードの設定に
より変更される。
【0071】垂直シフトレジスタ21に転送された電荷
は、垂直転送クロックV1,V2,V3に応答して垂直
方向にシフトされて出力される。
は、垂直転送クロックV1,V2,V3に応答して垂直
方向にシフトされて出力される。
【0072】そして、複数の垂直シフトレジスタ21か
ら出力される1水平ライン分の電荷が水平シフトレジス
タ22に転送される。複数の垂直シフトレジスタ21か
ら次の1水平ライン分の電荷が転送されるまでの間に、
水平シフトレジスタ22の1水平ライン分の電荷が水平
転送クロックH1,H2に応答して1画素分ずつシフト
されつつ順次シリアルに出力部23へ転送され、出力部
23から映像信号VD inとして出力される。
ら出力される1水平ライン分の電荷が水平シフトレジス
タ22に転送される。複数の垂直シフトレジスタ21か
ら次の1水平ライン分の電荷が転送されるまでの間に、
水平シフトレジスタ22の1水平ライン分の電荷が水平
転送クロックH1,H2に応答して1画素分ずつシフト
されつつ順次シリアルに出力部23へ転送され、出力部
23から映像信号VD inとして出力される。
【0073】出力部23において、水平シフトレジスタ
22から転送された電荷を保持するキャパシタ(図示せ
ず)はリセットゲートクロックRGによって電荷の転送
ごとにリセットされる。
22から転送された電荷を保持するキャパシタ(図示せ
ず)はリセットゲートクロックRGによって電荷の転送
ごとにリセットされる。
【0074】なお、サンプリング信号SHP,SHD
は、互いに異なる位相を有し、1画素分の走査周期でパ
ルス状に変化する。
は、互いに異なる位相を有し、1画素分の走査周期でパ
ルス状に変化する。
【0075】本例においては、光電変換画素20が光電
変換部に相当し、放電パルスSUBが電荷排出信号に相
当する。
変換部に相当し、放電パルスSUBが電荷排出信号に相
当する。
【0076】次に、CDS素子15における相関二重サ
ンプリングについて説明する。図5および図6は、CD
S素子15の動作を示すタイミング図であり、図5は正
常な動作の場合、図6は不良動作の場合を示す。
ンプリングについて説明する。図5および図6は、CD
S素子15の動作を示すタイミング図であり、図5は正
常な動作の場合、図6は不良動作の場合を示す。
【0077】図5に示すように、相関二重サンプリング
では、サンプリング信号SHDでホールドされた映像信
号VDinを基準にサンプリング信号SHPでホールドさ
れた映像信号VDinのレベルが出力される。つまり、サ
ンプリング信号SHDのタイミングでサンプリングされ
た映像信号VDinの基準レベルと、サンプリング信号S
HPのタイミングでサンプリングされた映像信号VDin
の信号レベルとの差分が映像信号VDout として出力さ
れる。それにより、映像信号VDinの基準レベルが変動
しても正常な映像信号VDout を出力することができ
る。
では、サンプリング信号SHDでホールドされた映像信
号VDinを基準にサンプリング信号SHPでホールドさ
れた映像信号VDinのレベルが出力される。つまり、サ
ンプリング信号SHDのタイミングでサンプリングされ
た映像信号VDinの基準レベルと、サンプリング信号S
HPのタイミングでサンプリングされた映像信号VDin
の信号レベルとの差分が映像信号VDout として出力さ
れる。それにより、映像信号VDinの基準レベルが変動
しても正常な映像信号VDout を出力することができ
る。
【0078】図6に示すように、CDS素子15に与え
られる映像信号VDinとサンプリング信号SHP,SH
Dとの間に位相のずれが生じると、サンプリング信号S
HDで映像信号VDinの基準レベルがサンプリングされ
ず、サンプリング信号SHPで映像信号VDinの信号レ
ベルがサンプリングされない。そのため、正常な映像信
号VDout を出力することができなくなる。
られる映像信号VDinとサンプリング信号SHP,SH
Dとの間に位相のずれが生じると、サンプリング信号S
HDで映像信号VDinの基準レベルがサンプリングされ
ず、サンプリング信号SHPで映像信号VDinの信号レ
ベルがサンプリングされない。そのため、正常な映像信
号VDout を出力することができなくなる。
【0079】図1のビデオカメラ1においては、ヘッド
部4においてサンプリング信号SHP,SHDの発生お
よび映像信号VDinのサンプリングが行われるので、サ
ンプリング信号SHP,SHDの位相と映像信号VDin
の位相との関係がケーブル3の長さにかかわらず一定に
保たれる。したがって、任意の長さのケーブル3を用い
た場合でも、サンプリング信号SHP,SHDと映像信
号VDinとの位相ずれによる画像の乱れが生じない。
部4においてサンプリング信号SHP,SHDの発生お
よび映像信号VDinのサンプリングが行われるので、サ
ンプリング信号SHP,SHDの位相と映像信号VDin
の位相との関係がケーブル3の長さにかかわらず一定に
保たれる。したがって、任意の長さのケーブル3を用い
た場合でも、サンプリング信号SHP,SHDと映像信
号VDinとの位相ずれによる画像の乱れが生じない。
【0080】次に、タイミングジェネレータ12の動作
モードを設定するためのシリアル・パラレル変換器13
によるパラレル信号PDの生成について説明する。
モードを設定するためのシリアル・パラレル変換器13
によるパラレル信号PDの生成について説明する。
【0081】シリアル・パラレル変換器13は、シリア
ルデータストローブSTRB、シリアルデータDATA
およびシリアルクロックDCLKからパラレル信号PD
を生成する。
ルデータストローブSTRB、シリアルデータDATA
およびシリアルクロックDCLKからパラレル信号PD
を生成する。
【0082】図7はシリアル・パラレル変換器13の構
成を示すブロック図である。また、図8は図7のシリア
ル・パラレル変換器13の動作を示すタイミング図であ
る。
成を示すブロック図である。また、図8は図7のシリア
ル・パラレル変換器13の動作を示すタイミング図であ
る。
【0083】シリアル・パラレル変換器13は、シフト
レジスタ41およびDフリップフロップ42を備える。
シフトレジスタ41は、図8に示すシリアルクロックD
CLKに応答して例えば18個のデータをシリアルに記
憶してパラレルに出力する。Dフリップフロップ42
は、シリアルデータストローブSTRBの後縁のタイミ
ングでシフトレジスタ41から出力されている18個の
データを記憶してパラレル信号PDとして出力する。こ
のパラレル信号PDによりタイミングジェネレータ12
の動作モードが設定される。
レジスタ41およびDフリップフロップ42を備える。
シフトレジスタ41は、図8に示すシリアルクロックD
CLKに応答して例えば18個のデータをシリアルに記
憶してパラレルに出力する。Dフリップフロップ42
は、シリアルデータストローブSTRBの後縁のタイミ
ングでシフトレジスタ41から出力されている18個の
データを記憶してパラレル信号PDとして出力する。こ
のパラレル信号PDによりタイミングジェネレータ12
の動作モードが設定される。
【0084】上述のように、タイミングジェネレータ1
2の動作モードの設定を行うためのシリアルデータスト
ローブSTRB、シリアルデータDATAおよびシリア
ルクロックDCLKは、カメラ本体部2からヘッド部4
に伝送される水平同期信号HSS、垂直同期信号VSS
およびトリガタイミング信号TTに重畳される。そのた
め、ケーブル3の伝送線数を増加させずにタイミングジ
ェネレータ12の動作モードの設定ができる。
2の動作モードの設定を行うためのシリアルデータスト
ローブSTRB、シリアルデータDATAおよびシリア
ルクロックDCLKは、カメラ本体部2からヘッド部4
に伝送される水平同期信号HSS、垂直同期信号VSS
およびトリガタイミング信号TTに重畳される。そのた
め、ケーブル3の伝送線数を増加させずにタイミングジ
ェネレータ12の動作モードの設定ができる。
【図1】本発明の一実施の形態によるビデオカメラの構
成を示すブロック図である。
成を示すブロック図である。
【図2】図1のビデオカメラに用いられているCCD撮
像素子の構成を示すブロック図である。
像素子の構成を示すブロック図である。
【図3】図1のビデオカメラのヘッド部にあるタイミン
グジェネレータの入出力信号を示すタイミング図であ
る。
グジェネレータの入出力信号を示すタイミング図であ
る。
【図4】図1のビデオカメラのヘッド部にあるタイミン
グジェネレータの入出力信号を示すタイミング図であ
る。
グジェネレータの入出力信号を示すタイミング図であ
る。
【図5】相関二重サンプリング素子の動作の一例を示す
タイミング図である。
タイミング図である。
【図6】相関二重サンプリング素子の動作の他の例を示
すタイミング図である。
すタイミング図である。
【図7】シリアル・パラレル変換器の構成を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図8】シリアル・パラレル変換器の動作を説明するた
めのタイミング図である。
めのタイミング図である。
【図9】従来のビデオカメラの構成を示すブロック図で
ある。
ある。
1 ビデオカメラ 2 カメラ本体部 3 ケーブル 4 ヘッド部 6,12 タイミングジェネレータ 7 パラレル・シリアル変換器 10 映像信号処理回路 13 シリアル・パラレル変換器 14 CCD撮像素子 15 相関二重サンプリング素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−276428(JP,A) 特開 昭63−283365(JP,A) 特開 平1−144785(JP,A) 特開 平4−101583(JP,A) 特開 平8−317297(JP,A) 特開 平11−252438(JP,A) 特開 平11−308522(JP,A) 実開 平6−73964(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 5/335 H04N 5/225 - 5/232
Claims (6)
- 【請求項1】 カメラ本体部、ヘッド部、および前記カ
メラ本体部と前記ヘッド部との間に接続される伝送線を
備え、 前記カメラ本体部は、 原発振クロック信号、水平同期信号および垂直同期信号
を生成して前記伝送線を介して前記ヘッド部へ伝送する
とともに、外部から任意のタイミングで与えられる非同
期動作のためのトリガに応答してトリガタイミング信号
を生成して前記伝送線を介して前記ヘッド部へ伝送する
第1のタイミング信号生成回路と、 前記伝送線を介して前記ヘッド部から伝送された映像信
号に所定の処理を行う映像信号処理回路とを含み、 前記ヘッド部は、 1フレームの撮像情報を得る複数の光電変換部および前
記撮像情報を転送するレジスタを有するとともに映像信
号を出力する二次元電荷結合素子と、 前記電荷結合素子から出力された映像信号をサンプリン
グして前記伝送線を介して前記カメラ本体部へ伝送する
サンプリング手段と、 前記伝送線を介して前記カメラ本体部から伝送された前
記原発振クロック信号、前記水平同期信号および前記垂
直同期信号に基づいて、前記電荷結合素子における撮像
情報の転送タイミングを規定する複数の転送クロック信
号、前記電荷結合素子のレジスタをリセットするリセッ
ト信号、前記サンプリング手段のサンプリングタイミン
グを規定するサンプリング信号および前記電荷結合素子
の前記複数の光電変換部の電荷を排出する電荷排出信号
を生成する第2のタイミング信号生成回路とを含み、 前記第2のタイミング信号生成回路は、前記伝送線を介
して前記カメラ本体部から伝送された前記トリガタイミ
ング信号に応答して任意のタイミングで、前記転送クロ
ック信号を生成することを特徴とするビデオカメラ。 - 【請求項2】 カメラ本体部、ヘッド部、および前記カ
メラ本体部と前記ヘッド部との間に接続される伝送線を
備え、 前記カメラ本体部は、 原発振クロック信号、水平同期信号および垂直同期信号
を生成して前記伝送線を介して前記ヘッド部へ伝送する
第1のタイミング信号生成回路と、 前記伝送線を介して前記ヘッド部から伝送された映像信
号に所定の処理を行う映像信号処理回路と、 前記第1のタイミング信号生成回路により生成された前
記原発振クロック信号および前記水平同期信号を低電圧
差動信号として前記伝送線を介して前記ヘッド部に伝送
するドライバとを含み、 前記ヘッド部は、 1フレームの撮像情報を得る複数の光電変換部および前
記撮像情報を転送するレジスタを有するとともに映像信
号を出力する二次元電荷結合素子と、 前記電荷結合素子から出力された映像信号をサンプリン
グして前記伝送線を介して前記カメラ本体部へ伝送する
サンプリング手段と、 前記伝送線を介して前記カメラ本体部から伝送された前
記原発振クロック信号、前記水平同期信号および前記垂
直同期信号に基づいて、前記電荷結合素子における撮像
情報の転送タイミングを規定する複数の転送クロック信
号、前記電荷結合素子のレジスタをリセットするリセッ
ト信号および前記サンプリング手段のサンプリングタイ
ミングを規定するサンプリング信号を生成する第2のタ
イミング信号生成回路とを含むことを特徴とするビデオ
カメラ。 - 【請求項3】 カメラ本体部、ヘッド部、および前記カ
メラ本体部と前記ヘッド部との間に接続される伝送線を
備え、 前記カメラ本体部は、 第1の数のタイミング信号を生成して前記伝送線を介し
て前記ヘッド部へ伝送する第1のタイミング信号生成回
路を含み、 前記ヘッド部は、 前記伝送線を介して前記カメラ本体部から伝送された前
記第1の数のタイミング信号に基づいて前記第1の数よ
りも多い第2の数のタイミング信号を生成する第2のタ
イミング信号生成回路と、 前記第2のタイミング信号生成回路により生成された前
記第2の数のタイミング信号のいずれかまたは全てに応
答して動作し、映像信号を出力する撮像素子とを含み、 前記第1のタイミング信号生成回路は、前記撮像素子の
動作モードを設定するための設定信号を前記第1の数の
タイミング信号のいずれかに重畳し、 前記第2のタイミング信号生成回路は、前記第1の数の
タイミング信号に重畳された前記設定信号に基づいて前
記第2の数のタイミング信号の発生タイミングを制御す
ることを特徴とするビデオカメラ。 - 【請求項4】 前記ヘッド部は、 前記第2の数のタイミング信号生成回路により生成され
た第2の数のタイミング信号の一部に応答して前記撮像
素子から出力された映像信号をサンプリングして前記伝
送線を介して前記カメラ本体部へ伝送するサンプリング
手段をさらに含み、 前記カメラ本体部は、 前記伝送線を介して前記ヘッド部から伝送された映像信
号に所定の処理を行う映像信号処理回路をさらに含むこ
とを特徴とする請求項3記載のビデオカメラ。 - 【請求項5】 前記撮像素子は、 1フレームの撮像情報を得る複数の光電変換部および前
記撮像情報を転送するレジスタを有する二次元電荷結合
素子を含み、 前記第1の数のタイミング信号は、原発振クロック信号
と、水平同期信号と、垂直同期信号とを含み、 前記第2の数のタイミング信号は、前記電荷結合素子に
おける撮像情報の転送タイミングを規定する複数の転送
クロック信号と、前記電荷結合素子のレジスタをリセッ
トするリセット信号と、前記サンプリング手段のサンプ
リングタイミングを規定するサンプリング信号とを含む
ことを特徴とする請求項4記載のビデオカメラ。 - 【請求項6】 前記サンプリング信号は、互いに異なる
位相を有する第1および第2のサンプリング信号を含
み、 前記サンプリング手段は、前記第1および第2のサンプ
リング信号に応答して前記撮像素子から出力された映像
信号をサンプリングする相関二重サンプリング素子を含
むことを特徴とする請求項1、2、4または5記載のビ
デオカメラ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34000599A JP3330359B2 (ja) | 1999-11-30 | 1999-11-30 | ビデオカメラ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34000599A JP3330359B2 (ja) | 1999-11-30 | 1999-11-30 | ビデオカメラ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001157123A JP2001157123A (ja) | 2001-06-08 |
JP3330359B2 true JP3330359B2 (ja) | 2002-09-30 |
Family
ID=18332844
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP34000599A Expired - Fee Related JP3330359B2 (ja) | 1999-11-30 | 1999-11-30 | ビデオカメラ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3330359B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
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---|---|---|---|---|
JP4834599B2 (ja) * | 2007-04-20 | 2011-12-14 | 株式会社東芝 | ヘッド分離型カメラ装置及びその制御方法 |
JP2011035630A (ja) * | 2009-07-31 | 2011-02-17 | Toshiba Corp | カメラヘッド分離型カメラ装置およびその制御方法 |
JP4902009B2 (ja) * | 2011-07-29 | 2012-03-21 | 株式会社東芝 | カメラヘッド分離型カメラ装置およびその制御方法 |
-
1999
- 1999-11-30 JP JP34000599A patent/JP3330359B2/ja not_active Expired - Fee Related
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---|---|
JP2001157123A (ja) | 2001-06-08 |
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