JP3714875B2 - グレーコードカウンタ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、グレーコードカウンタに関するものである。特に飛び越しカウント動作が可能なグレーコードカウンタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
固体撮像装置においてデコーダ型の走査回路を用いる場合がある。デコーダ型の走査回路はカウンタを備えており、カウンタが出力する値と一致するアドレスを走査する。このカウンタに所望のカウント動作を行わせることによって撮像を得ることができる。
【０００３】
従来このカウンタにバイナリーカウンタを用いていたが、バイナリーカウンタでは１０進カウントが１つ遷移する際に複数個のビット遷移を有する場合があった。例えば、５ビットのバイナリーカウンタにおいて、１０進カウントが０から１に遷移する場合は、図２に示すようにバイナリーコードでは（０００００）から（００００１）に変化するので、ビット遷移数は１個であるが、１０進カウントが１５から１６に遷移するときには、図２に示すようにバイナリーコードでは（０１１１１）から（１００００）に変化するのでビット遷移数は５個になる。ビット遷移数が多くなればなるほどカウンタが設けられているシステム内には電源電流が多く流れ、電気的ノイズが発生する。その際にシステム内の信号間に干渉が起こり、システムが誤動作するおそれがあった。
【０００４】
この電気的ノイズの発生を抑制するために、グレーコードカウンタが用いられてきた。５ビットのグレーコードカウンタの代表的な回路構成を図２２に示す。
【０００５】
フリップフロップＦＦ６のＱ出力端子はバッファＢＵＦ１を介してフリップフロップＦＦ１のＣ入力端子に接続される。また、フリップフロップＦＦ６のＸＱ出力端子は、ＮＡＮＤ回路ＮＡ１〜ＮＡ４それぞれの第１入力端子に接続される。
【０００６】
ＮＡＮＤ回路ＮＡ１の第２入力端子は、フリップフロップＦＦ１のＱ出力端子と接続される。ＮＡＮＤ回路ＮＡ１の出力端子は、インバータ回路ＩＮＶ１を介してフリップフロップＦＦ２のＣ入力端子に接続される。
【０００７】
また、ＮＡＮＤ回路ＮＡ２の第２入力端子はフリップフロップＦＦ１のＸＱ出力端子と接続され、ＮＡＮＤ回路ＮＡ２の第３入力端子はフリップフロップＦＦ２のＱ出力端子と接続される。ＮＡＮＤ回路ＮＡ２の出力端子は、インバータ回路ＩＮＶ２を介してフリップフロップＦＦ３のＣ入力端子に接続される。
【０００８】
また、ＮＡＮＤ回路ＮＡ３の第２入力端子はフリップフロップＦＦ１のＸＱ出力端子と接続され、ＮＡＮＤ回路ＮＡ３の第３入力端子はフリップフロップＦＦ２のＸＱ出力端子と接続され、ＮＡＮＤ回路ＮＡ３の第４入力端子はフリップフロップＦＦ３のＱ出力端子と接続される。ＮＡＮＤ回路ＮＡ３の出力端子は、インバータ回路ＩＮＶ３を介してフリップフロップＦＦ４のＣ入力端子に接続される。
【０００９】
また、ＮＡＮＤ回路ＮＡ４の第２入力端子はフリップフロップＦＦ１のＸＱ出力端子と接続され、ＮＡＮＤ回路ＮＡ４の第３入力端子はフリップフロップＦＦ２のＸＱ出力端子と接続され、ＮＡＮＤ回路ＮＡ４の第４入力端子はフリップフロップＦＦ３のＸＱ出力端子と接続され、ＮＡＮＤ回路ＮＡ４の第５入力端子はフリップフロップＦＦ４のＱ出力端子と接続される。ＮＡＮＤ回路ＮＡ４の出力端子は、インバータ回路ＩＮＶ４を介してフリップフロップＦＦ５のＣ入力端子に接続される。
【００１０】
さらに、フリップフロップＦＦ１〜ＦＦ６それぞれにおいて、ＸＱ出力端子とＤ入力端子とが接続されている。これにより、フリップフロップＦＦ１〜ＦＦ６各々において、Ｃ入力端子に入力されるクロック信号が立ち上がる毎にＱ出力端子から出力される出力信号が反転する。
【００１１】
バッファＢＵＦ１、ＮＡＮＤ回路ＮＡ１〜ＮＡ４、及びインバータ回路ＩＮＶ１〜ＩＮＶ４からなるクロック生成回路２１は、グレーコードカウンタ２の各出力の反転タイミングを決めるクロックを生成する回路として機能する。
【００１２】
次に、このグレーコードカウンタ２の動作について図２２および図２３を参照して説明する。尚、フリップフロップＦＦ１〜ＦＦ６のＸＳ端子それぞれに入力されるセット信号SETＱ０〜SETＱ４及びSETNCKは、すべて常時１とする。また、フリップフロップＦＦ１〜ＦＦ６のＸＲ端子それぞれに入力されるリセット信号RESETＱ０〜RESETＱ４及びRESETNCKは、０に初期設定しその後１とする。
【００１３】
フリップフロップＦＦ６は、基準クロック信号CKを入力し、基準クロック信号CKの２分周となる２分周クロック信号NCKを生成して、次段のクロック生成回路２１に２分周クロック信号NCKとその反転信号NCKXを出力している。
【００１４】
クロック生成回路２１は、２分周クロック信号NCKと同一であるクロック信号Ｑ０CKNを生成する。フリップフロップＦＦ１は、クロック生成回路２１からクロック信号Ｑ０CKNを入力するので、２分周クロック信号NCKが立ち上がるごとに反転する出力信号Ｑ０ｐおよびその反転信号Ｑ０Ｘを出力する。
【００１５】
クロック生成回路２１は、出力信号Ｑ０ｐが１でかつ２分周クロック信号NCKが立ち下がるときに立ち上がるクロック信号Ｑ１CKNも生成する。フリップフロップＦＦ２は、クロック生成回路２１からクロック信号Ｑ１CKNを入力するので、クロック信号Ｑ１CKNが立ち上がるごとに反転する出力信号Ｑ１ｐおよびその反転信号であるＱ１Ｘを出力する。
【００１６】
クロック生成回路２１は、出力信号Ｑ０ｐが０、出力信号Ｑ１ｐが１、かつ２分周クロック信号NCKが立ち下がるときに立ち上がるクロック信号Ｑ２CKNも生成する。フリップフロップＦＦ３は、クロック生成回路２１からクロック信号Ｑ２CKNを入力するので、クロック信号Ｑ２CKNが立ち上がるごとに反転する出力信号Ｑ２ｐおよびその反転信号であるＱ２Ｘを出力する。
【００１７】
クロック生成回路２１は、出力信号Ｑ０ｐが０、出力信号Ｑ１ｐが０、出力信号Ｑ２ｐが１、かつ２分周クロック信号NCKが立ち下がるときに立ち上がるクロック信号Ｑ３CKNも生成する。フリップフロップＦＦ４は、クロック生成回路２１からクロック信号Ｑ３CKNを入力するので、クロック信号Ｑ３CKNが立ち上がるごとに反転する出力信号Ｑ３ｐおよびその反転信号であるＱ３Ｘを出力する。
【００１８】
クロック生成回路２１は、出力信号Ｑ０ｐが０、出力信号Ｑ１ｐが０、出力信号Ｑ２ｐが０、出力信号Ｑ３ｐが１、かつ２分周クロック信号NCKが立ち下がるときに立ち上がるクロック信号Ｑ４CKNも生成する。フリップフロップＦＦ５は、クロック生成回路２１からクロック信号Ｑ４CKNを入力するので、クロック信号Ｑ４CKNが立ち上がるごとに反転する出力信号Ｑ４ｐおよびその反転信号であるＱ４Ｘを出力する。
【００１９】
出力信号Ｑ０ｐを０ビット目すなわち最下位ビットの出力、出力信号Ｑ１ｐを１ビット目の出力、出力信号Ｑ２ｐを２ビット目の出力、出力信号Ｑ３ｐを３ビット目の出力、出力信号Ｑ４ｐを４ビット目すなわち最上位ビットの出力とすると、グレーコードカウンタ２はクロック信号CKの１０進カウントに応じて、図２に示したグレーコードを出力することになる。
【００２０】
グレーコードでは連続した１０進カウントでは、１ビットだけ異なる符号となり、その他のビットは同じ符号となる。つまり、連続する１０進カウントではビット遷移数が常に１個となる。これにより、グレーコードカウンタはビット遷移による電流をバイナリーコードよりも少なくでき、電気的ノイズの発生を抑制できる。
【００２１】
一方、固体撮像装置において、カウンタが飛び越しカウントを行うこと、すなわちデコーダ型の走査回路が飛び越し走査を行うことが必要とされる場合がある。
【００２２】
例えば、飛び越し走査と通常走査を切り換えることによって、固体撮像装置に電子ズーム機能を持たせることができる。すなわち、通常撮影時（電子ズームなし）に飛び越し走査を行ない、電子ズーム時に通常走査を行う。ここで、撮像領域が水平方向に２００個のアドレス（ピクセル）、垂直方向に２００個のアドレス（ピクセル）を持つ固体撮像装置と、表示領域が水平方向に１００個、垂直方向に１００個の画素を持つ表示装置とを用いた場合ついて説明する。
【００２３】
通常撮影（電子ズームなし）のときには、固体撮像装置は、水平、垂直方向とも０、２、４、…、１９６、１９８と１ずつ飛び越してアドレスを走査し、１００００個（１００×１００）のデータを取得して、表示装置に表示させる。電子ズームのときには、固体撮像装置は、水平、垂直方向とも０、１、２、…、９８、９９と１ずつアドレスを走査し、１００００個（１００×１００）のデータを取得して、表示装置に表示させる。この電子ズームの場合に表示される画像は、通常撮影時の画像の左上の部分が４倍にズームされた画像である。
【００２４】
また、固体撮像装置において、静止画と動画の両方を撮像する場合がある。動画の場合、周波数の制限からすべてのアドレスを走査することが難しい場合がある。しかし、静止画の場合は、すべてのアドレスを走査した方が解像度がよい。このため、静止画の場合は、すべてのアドレスを走査し、動画の場合は飛び越して走査を行うとよい。
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、グレーコードはバイナリーコードに比べ演算（例えば、足し算）が容易ではなく、また、コード自体が複雑なため、飛び越しカウントが可能なグレーコードカウンタの論理設計が困難であった。そのため、上述したような飛び越しカウントが必要な場合には、従来はバイナリーカウンタを用いていた。また、グレーコードカウンタにおいて飛び越しカウントが行えても、飛び越す値によってはビット遷移数が大幅に増大してしまうという問題もあった。例えば、９ずつ飛び越してカウントを行った場合、０から１０に遷移したときにはグレーコードは（０００００）から（０１１１１）に変化してビット遷移数は４個になってしまい、ビット遷移数を少なくできるというグレーコードの特性が損なわれてしまう。
【００２６】
さらに、固体撮像装置において、画面の切り取りの動作が可能とするためには、デコーダ型の走査回路が任意のアドレスから任意のアドレスまで走査すること、すなわちランダムアクセスが必要となる。例えば、水平方向のアドレスが２００個ある固体撮像装置において、１００〜１４９まで走査すれば、１〜９９と１５０〜２００までのアドレスに対応する画像を走査せずに、１００〜１４９までのアドレスに対応する画像のみを切り取ることができる。この場合、任意の開始の値からカウントを開始し、任意の終了の値でカウントを終了できるカウンタが必要となる。
【００２７】
本発明は、上記の問題点に鑑み、飛び越しカウントを可能とし、且つ飛び越しカウント時のビット遷移数を常に２個とするグレーコードカウンタを提供することを目的とする。また、飛び越しアドレス走査が可能で、且つ電気的ノイズが少ない固体撮像装置およびこれを用いたカメラシステムを提供することを目的とする。
【００２８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係るグレーコードカウンタにおいては、１ずつカウントするグレーコードカウンタと、該１ずつカウントするグレーコードカウンタから出力されるグレーコードデータを２の累乗から１を引いた値ずつ飛び越してカウントする１０進カウントに対応するグレーコードに変換する出力値変換手段と、を備え、前記１ずつカウントするグレーコードカウンタをＮビットのカウンタとし、２ M −１ずつ飛び越してカウントするときは、前記出力値変換手段が、前記１ずつカウントするグレーコードカウンタから出力されるグレーコードデータの下位（Ｎ−Ｍ）ビットに属するαビット目のビットデータを（α＋Ｍ）ビット目のビットデータとして上位（Ｎ−Ｍ）ビットを出力し、残りの下位Ｍビットのうち（Ｍ−１）ビット目のビットデータをカウントする毎に反転させ、さらに（Ｍ−２）ビット目以下があれば該（Ｍ−２）ビット目以下のビットデータを常に０とするようにする。
【００２９】
また、１ずつのカウントと飛び越しカウントとの切り換えができるように、前記出力値変換手段が、前記１ずつカウントするグレーコードカウンタから出力されるグレーコードデータをそのまま出力するか、前記１ずつカウントするグレーコードカウンタから出力されるグレーコードデータを２の累乗から１を引いた値ずつ飛び越してカウントする１０進カウントに対応するグレーコードに変換するか、を外部信号に基づいて選択する選択手段を備えるようにしてもよい。
【００３０】
また、上記目的を達成するために、本発明に係るグレーコードカウンタにおいては、１ずつカウントするグレーコードカウンタと、該１ずつカウントするグレーコードカウンタから出力されるグレーコードデータを２の累乗から１を引いた値ずつ飛び越してカウントする１０進カウントに対応するグレーコードに変換する出力値変換手段と、飛び越してカウントするときはその飛び越す値に応じて、カウントを開始する１０進カウントに対応するグレーコードデータを、１ずつカウントする１０進カウントに対応するグレーコードに変換する入力値変換手段と、該入力値変更手段が出力するグレーコードデータに基づいて前記１ずつカウント行うグレーコードカウンタの初期状態を制御するカウント開始データ設定手段と、を備えるようにする。また、１ずつのカウントと飛び越しカウントとの切り換えができるように、前記出力値変換手段が、前記１ずつカウントするグレーコードカウンタから出力されるグレーコードデータをそのまま出力するか、前記１ずつカウントするグレーコードカウンタから出力されるグレーコードデータを２の累乗から１を引いた値ずつ飛び越してカウントする１０進カウントに対応するグレーコードに変換するか、を外部信号に基づいて選択する選択手段を備えるようにしてもよい。さらに、前記１ずつカウントするグレーコードカウンタをＮビットのカウンタとし、２ M −１ずつ飛び越してカウントするときは、前記出力変換手段が、前記１ずつカウントするグレーコードカウンタから出力されるグレーコードデータの下位（Ｎ−Ｍ）ビットに属するαビット目のビットデータを（α＋Ｍ）ビット目のビットデータとして上位（Ｎ−Ｍ）ビットを出力し、残りの下位Ｍビットのうち（Ｍ−１）ビット目のビットデータをカウントする毎に反転させ、さらに（Ｍ−２）ビット目以下があれば前記１ずつカウントするグレーコードカウンタからカウント開始時に出力されたグレーコードデータの（Ｍ−２）ビット目以下に属するβビット目のビットデータをβビット目のビットデータとして（Ｍ−２）ビット目以下を出力するようにしてもよい。
【００３２】
また、上記目的を達成するために、本発明に係る固体撮像装置においては、上記構成のグレーコードカウンタを備えるようにする。また、上記目的を達成するために、本発明に係るカメラシステムにおいては、上記構成の固体撮像装置を備えるようにする。
【００３３】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。本発明に係る第一実施形態のグレーコードカウンタの構成を図１に示す。尚、第一実施形態のグレーコードカウンタは５ビット構成とし、１ずつカウントするグレーコードカウンタ２は図２２に示したグレーコードカウンタと同一の回路構成とする。第一実施形態のグレーコードカウンタ１は、１ずつカウントするグレーコードカウンタ２および出力値変換器３を備えている。
【００３４】
グレーコードカウンタ２はグレーコードデータＱ０ｐ〜Ｑ４ｐを出力する。出力値変換器３は、制御信号mode０、mode１が１ずつカウントする旨であるときはグレーコードカウンタ２から出力されるグレーコードデータＱ０ｐ〜Ｑ４ｐをそのまま出力データＱ０〜Ｑ４として出力し、制御信号mode０、mode１が２M−１ずつ飛び越しカウントする旨のときはグレーコードカウンタ２から出力されるグレーコードデータＱ０ｐ〜Ｑ４ｐを２M−１ずつ飛び越してカウントする１０進カウントに対応するグレーコードに変換して出力データＱ０〜Ｑ４として出力する。
【００３５】
ここで、１ずつカウントするときのグレーコード出力データと２M−１ずつ飛び越してカウントするときのグレーコード出力データとの関係について考察する。１ずつカウントするときのグレーコード出力データは図２から明らかなように、Ｋビット目は最初の２K個０を繰り返し、その後は２K+1個同じ値を繰り返した後反転するビット変化パターンである。
【００３６】
２M−１ずつ飛び越してカウントする場合におけるＭ＝１のとき、すなわち、１ずつ飛び越してカウントする場合、第一実施形態のグレーコードカウンタ１は０、２、４、６、…とカウントしていく。図３に１ずつ飛び越してカウントする場合の１０進数とグレーコードの対応図を示す。図３から明らかなように、１ずつ飛び越してカウントする場合のグレーコードの０ビット目（最下位ビット）はカウント値が変わるたびに反転しており、カウント値が変わることによる上位４ビット（４ビット目〜１ビット目）に属する（α＋１）ビット目の変化パターンは、グレーコードカウンタ２が０から１５までカウント動作するときの下位４ビット（３ビット目〜０ビット目）に属するαビット目の変化パターンと同一である（図２参照）。ただし、Ｍ＝１のときはαは０〜３の整数である。
【００３７】
また、２M−１ずつ飛び越してカウントする場合におけるＭ＝２のとき、すなわち、３ずつ飛び越してカウントする場合、第一実施形態のグレーコードカウンタ１は０、４、８、…とカウントしていく。図４に３ずつ飛び越してカウントする場合の１０進数およびグレーコードの対応図を示す。図４から明らかなように、３ずつ飛び越してカウントする場合のグレーコードの０ビット目（最下位ビット）は常に０の値をとり続ける。１ビット目は、初期値を０として、カウントされるたびに反転する。カウント値が変わることによる上位３ビット（４ビット目〜２ビット目）の（α＋２）ビット目の変化パターンは、グレーコードカウンタ２が０から７までカウント動作するときの下位３ビット（２ビット目〜０ビット目）に属するαビット目の変化パターンと同一である（図２参照）。ただし、Ｍ＝２のときはαは０〜２の整数である。
【００３８】
また、２M−１ずつ飛び越してカウントする場合におけるＭ＝３のとき、すなわち、７ずつ飛び越してカウントする場合、第一実施形態のグレーコードカウンタ１は０、８、１６、２４、…とカウントしていく。図５に７ずつ飛び越してカウントする場合の１０進数およびグレーコードの対応図を示す。図５から明らかなように、７ずつ飛び越してカウントする場合のグレーコードの０ビット目（最下位ビット）と１ビット目は常に０の値をとり続ける。２ビット目は、初期値を０として、カウントされるたびに反転する。カウント値が変わることによる上位２ビット（４ビット目〜３ビット目）に属する（α＋３）ビット目の変化パターンは、グレーコードカウンタ２が０から３までカウント動作するときの下位２ビット（１ビット目〜０ビット目）に属するαビット目の変化パターンと同一である（図２参照）。ただし、Ｍ＝３のときはαは０〜１の整数である。
【００３９】
このような関係は、当然のことながらグレーコードのビット数が増えたときにも成り立つ。すなわち、Ｎビットのグレーコードカウンタにおいて、２M−１の値ずつ飛び越してカウントした場合のグレーコード出力データは、上位（Ｎ−Ｍ）ビットに属する（α＋Ｍ）ビット目を１ずつカウントした場合のグレーコード出力データの下位（Ｎ−Ｍ）ビットに属するαビット目と同じ符号となり、（Ｍ−１）ビット目は初期値を０として、カウントされるごとに反転し、（Ｎ−２）ビット目以下は常に０をとり続ける。
【００４０】
従って、２M−１ずつ飛び越してカウントする場合、出力値変換器３は、グレーコードカウンタ出力の下位（Ｎ−Ｍ）ビットに属するαビット目のビットデータを（α＋Ｍ）ビット目のビットデータとして上位（Ｎ−Ｍ）ビットを出力し、残りの下位Ｍビットのうち（Ｍ−１）ビット目のビットデータをカウントする毎に反転させ、さらに（Ｍ−２）ビット目以下があればその（Ｍ−２）ビット目以下のビットデータを常に０とするように動作すればよく、Ｎ＝５のときの具体的態様としては図６に示す回路構成が挙げられる。
【００４１】
図６に示す出力値変換器３について説明する。セレクタＳ１の第１入力端子、セレクタＳ２の第２入力端子、セレクタＳ３の第３入力端子、およびセレクタＳ４の第４入力端子が共通接続され、グレーコードカウンタ２の０ビット目データＱ４ｐが入力される。また、セレクタＳ２の第１入力端子、セレクタＳ３の第２入力端子、セレクタＳ４の第３入力端子、およびセレクタＳ５の第４入力端子が共通接続され、グレーコードカウンタ２の１ビット目データＱ１ｐが入力される。また、セレクタＳ３の第１入力端子、セレクタＳ４の第２入力端子、およびセレクタＳ５の第３入力端子が共通接続され、グレーコードカウンタ２の２ビット目データＱ２ｐが入力される。また、セレクタＳ４の第１入力端子およびセレクタＳ５の第２入力端子が共通接続され、グレーコードカウンタ２の３ビット目データＱ３ｐが入力される。また、セレクタＳ４の第１入力端子にはグレーコードカウンタ２の４ビット目データＱ４ｐが入力される。
【００４２】
そして、セレクタＳ１の第２入力端子、セレクタＳ２の第３入力端子、およびセレクタＳ３の第４入力端子が共通接続され、フリップフロップＦＦ７のＱ出力端子に接続されている。セレクタＳ１の第３および第４入力端子並びにセレクタＳ２の第４入力端子がそれぞれ接地されている。
【００４３】
さらに、セレクタＳ１〜Ｓ４の第１制御端子にはそれぞれ第１制御信号mode０が入力され、セレクタＳ１〜Ｓ４の第２制御端子にはそれぞれ第２制御信号mode１が入力される。セレクタＳ１〜Ｓ４は、第１制御端子と第２制御端子にＬｏｗレベルの信号が入力されたときは第１入力端子に入力された信号を出力し、第１制御端子にＨｉｇｈレベルの信号が入力され第２制御端子とにＬｏｗレベルの信号が入力されたときは第２入力端子に入力された信号を出力し、第１制御端子にＬｏｗレベルの信号が入力され第２制御端子にＨｉｇｈレベルの信号が入力されたときは第３入力端子に入力された信号を出力し、第１制御端子と第２制御端子とにＨｉｇｈレベルの信号が入力されたときは第４入力端子に入力された信号を出力する。
【００４４】
したがって、出力値変換器３が出力するビットデータは図７に示すようになる。第１制御信号mode０、第２制御信号mode１がともに０のときは第一実施形態のグレーコードカウンタ１は１ずつカウントし、第１制御信号mode０が１、第２制御信号mode１が０のときは第一実施形態のグレーコードカウンタ１は１ずつ飛び越してカウントし、第１制御信号mode０が０、第２制御信号mode１が１のときは第一実施形態のグレーコードカウンタ１は３ずつ飛び越してカウントし、第１制御信号mode０、第２制御信号mode１がともに１のときは第一実施形態のグレーコードカウンタ１は７ずつ飛び越してカウントする。
【００４５】
これにより、２M−１（Ｍ＝１〜３）ずつ飛び越しのカウントが可能となり、そのビット遷移数は常に２にすることができる。また、１ずつカウントする動作と２M−１ずつ飛び越してカウントする動作とを切り換えることもできる。
【００４６】
次に、本発明に係る第二実施形態のグレーコードカウンタについて説明する。上述した第一実施形態のグレーコードカウンタは０からしかカウントを開始することができない。ところが、固体撮像装置において、画面の切り取りの動作を可能とするためには、デコーダ型の走査回路が任意のアドレスから任意のアドレスまで走査すること、すなわちランダムアクセスが必要となる。このため、任意のカウント数からカウントを開始でき、任意のカウント数でカウントを終了することができるカウンタが必要となる。
【００４７】
そこで、第二実施形態のグレーコードカウンタは、図８に示すような構成とし、任意のカウント数からカウントを開始でき且つ任意のカウント数でカウントを終了することができるようにする。尚、第二実施形態のグレーコードカウンタも第一実施形態のグレーコードカウンタと同様に５ビット構成とする。また、図８において図１と同一の部分については同一の符号を付し説明を省略する。
【００４８】
カウントを開始する値のグレーコードデータSTART０〜START４が入力値変換器４および初期設定手段７に入力される。入力値変換器４は、カウントを開始する値のグレーコードデータSTART０〜START４を制御信号mode０、mode１に応じて変換してカウント開始データ設定手段５に出力する。カウント開始データ設定手段５は入力値変換器４から送られるビットデータに基づき、グレーコードカウンタ２の初期状態を制御する。
【００４９】
一方、初期設定手段７は、カウントを開始する値のグレーコードデータSTART０〜START４と制御信号mode０、mode１に応じて出力値変換器３’の初期状態を制御する。出力値変換値３’はグレーコードカウンタの出力データＱ０ｐ〜Ｑ４ｐを変換し、グレーコードデータＱ０〜Ｑ４を出力する。
【００５０】
また、カウント終了データ設定手段６は、カウントを終了する値のグレーコードデータSTOP０〜STOP４および出力値変換器３’の出力データＱ０〜Ｑ４に応じてグレーコードカウンタ２に送出するクロック信号を制御する。
【００５１】
次に、図８に示した第２実施形態のグレーコードカウンタの各構成部分の具体的態様について説明する。まず、出力値変換器３’および初期設定手段７について説明する。
【００５２】
ここで、任意の数からカウントを開始する場合における１ずつカウントするときのグレーコード出力データと２M−１ずつ飛び越してカウントするときのグレーコード出力データとの関係について考察する。
【００５３】
２M−１ずつ飛び越してカウントする場合におけるＭ＝１のとき、すなわち、１ずつ飛び越してカウントする場合において、０からカウントを開始して１ずつ飛び越してカウントする場合と、１からカウントを開始して１ずつ飛び越してカウントする場合との２通りに分けて考える。０からカウントを開始する場合の１０進数とグレーコードとの対応図を図１７（ａ）に、１からカウントを開始する場合の１０進数とグレーコードとの対応図を図１７（ｂ）にそれぞれ示す。
【００５４】
図１７（ａ）から明らかなように、カウントを開始する値の１０進カウントが偶数の場合、０からカウントを開始する場合とはカウントを開始する初期値が異なるだけでカウント動作は同じである。また、図１７（ｂ）から明らかなように、カウントを開始する値の１０進カウントが奇数の場合、１からカウントを開始する場合とはカウントを開始する初期値が異なるだけでカウント動作は同じである。
【００５５】
さらに図１７（ａ）および図１７（ｂ）から、カウントを開始する値が偶数であるか奇数であるかに関わらず、１ずつカウントするときのグレーコード出力データと１ずつ飛び越してカウントするときのグレーコード出力データとの間に一定の関係があることが分かる。すなわち、１ずつ飛び越してカウントする場合のグレーコードの０ビット目（最下位ビット）は、カウントを開始する値の０ビット目の値を初期値としてカウントを開始し、その後、カウント値が変わるたびに反転している。また、１ずつ飛び越してカウントする場合のグレーコードの上位４ビット（４ビット目〜１ビット目）に属する（α＋１）ビット目でのカウント値が変わることによる変化パターンは、１ずつカウントする場合のグレーコードの下位４ビット（３ビット目〜０ビット目）に属するαビット目でのカウント値が変わることによる変化パターンと同一である（図２参照）。ただし、Ｍ＝１のときはαは０〜３の整数である。
【００５６】
また、２M−１ずつ飛び越してカウントする場合におけるＭ＝２のとき、すなわち、３ずつ飛び越してカウントする場合において、０からカウントを開始して３ずつ飛び越してカウントする場合と、１からカウントを開始して３ずつ飛び越してカウントする場合と、２からカウントを開始して３ずつ飛び越してカウントする場合と、３からカウントを開始して３ずつ飛び越してカウントする場合との４通りに分けて考える。０からカウントを開始する場合の１０進数とグレーコードとの対応図を図１８（ａ）に、１からカウントを開始する場合の１０進数とグレーコードとの対応図を図１８（ｂ）に、２からカウントを開始する場合の１０進数とグレーコードとの対応図を図１８（ｃ）に、３からカウントを開始する場合の１０進数とグレーコードとの対応図を図１８（ｄ）にそれぞれ示す。
【００５７】
図１８（ａ）から明らかなように、カウントを開始する値の１０進カウントが４の倍数である場合、０からカウントを開始する場合とはカウントを開始する初期値が異なるだけでカウント動作は同じである。また、図１８（ｂ）から明らかなように、カウントを開始する値の１０進カウントが４の倍数に１を足した値である場合、１からカウントを開始する場合とはカウントを開始する初期値が異なるだけでカウント動作は同じである。また、図１８（ｃ）から明らかなように、カウントを開始する値の１０進カウントが４の倍数に２を足した値である場合、２からカウントを開始する場合とはカウントを開始する初期値が異なるだけでカウント動作は同じである。また、図１８（ｄ）から明らかなように、カウントを開始する値の１０進カウントが４の倍数に３を足した値である場合、３からカウントを開始する場合とはカウントを開始する初期値が異なるだけでカウント動作は同じである。
【００５８】
さらに図１８（ａ）〜図１８（ｄ）から、カウントを開始する値に関わらず、１ずつカウントするときのグレーコード出力データと３ずつ飛び越してカウントするときのグレーコード出力データとの間に一定の関係があることが分かる。すなわち、３ずつ飛び越してカウントする場合のグレーコードの０ビット目（最下位ビット）は常にカウントを開始する値の０ビット目の値のままである。また、３ずつ飛び越してカウントする場合のグレーコードの１ビット目は、カウントを開始する値の１ビット目の値を初期値としてカウントを開始し、その後、カウント値が変わるたびに反転している。また、３ずつ飛び越してカウントする場合のグレーコードの上位３ビット（４ビット目〜２ビット目）に属する（α＋２）ビット目でのカウント値が変わることによる変化パターンは、１ずつカウントする場合のグレーコードの下位３ビット（２ビット目〜０ビット目）に属するαビット目でのカウント値が変わることによる変化パターンと同一である（図２参照）。ただし、Ｍ＝２のときはαは０〜２の整数である。
【００５９】
また、２M−１ずつ飛び越してカウントする場合におけるＭ＝３のとき、すなわち、７ずつ飛び越してカウントする場合、８通りに分けることで上述したＭ＝１、２のときと同様に考えることができるので、説明を省略する。
【００６０】
このような関係は、当然のことながらビット数が増えたときにもいえる。すなわち、Ｎビットのグレーコードでは、２M−１ずつ飛び越してカウントする場合のグレーコードの上位（Ｎ−Ｍ）ビットに属する（α＋Ｍ）ビット目でのカウント値が変わることによる変化パターンは、１ずつカウントする場合のグレーコードの下位（Ｎ−Ｍ）ビットに属するαビット目でのカウント値が変わることによる変化パターンと同一である。また、２M−１ずつ飛び越してカウントする場合のグレーコードの（Ｍ−１）ビット目は、カウントを開始する値の（Ｍ−１）ビット目の値を初期値としてカウントを開始し、その後、カウント値が変わるたびに反転している。さらに、（Ｍ−２）ビット目以下があれば、２M−１ずつ飛び越してカウントする場合のグレーコードのβビット目は常にカウントを開始する値のβビット目の値のままである。
【００６１】
従って、出力値変換器３’は、グレーコードカウンタ２から出力されるグレーコードデータの下位（Ｎ−Ｍ）ビットに属するαビット目のビットデータを（α＋Ｍ）ビット目のビットデータとして上位（Ｎ−Ｍ）ビットを出力し、残りの下位Ｍビットのうち（Ｍ−１）ビット目のビットデータをカウントを開始する値の（Ｍ−１）ビット目の値を初期値としてカウントを開始し、その後、カウント値が変わるたびに反転させ、さらに（Ｍ−２）ビット目以下があればグレーコードカウンタ２からカウント開始時に出力されたグレーコードデータの（Ｍ−２）ビット目以下に属するβビット目のビットデータをβビット目のビットデータとして（Ｍ−２）ビット目以下を出力するように動作すればよく、Ｎ＝５のときの具体的態様としては図１５に示す回路構成が挙げられる。
【００６２】
図１５において図６と同一の部分については同一の符号を付し、図６の回路接続と異なる部分のみ説明する。セレクタＳ１の第３入力端子および第４入力端子が共通接続され、カウントを開始する値の０ビット目データSTART０が入力される。また、セレクタＳ２の第４入力端子には、カウントを開始する値の１ビット目データSTART１が入力される。
【００６３】
そして、フリップフロップＦＦ７が出力する反転信号togはカウント動作の種類およびカウントを開始する値によって、初期値が異なる。図１９に出力値変換器３’が出力すべきグレーコードカウンタ１’の出力の値の対応図を示す。１ずつカウントするときは、グレーコード１’の出力ビットデータＱ４ｐ〜Ｑ４ｐをそのまま出力すればよい。したがって、反転信号togの初期値はどのような値でもよい。
【００６４】
そして、１ずつ飛び越してカウントを行うときは、カウントを開始する値の０ビット目START０の値を反転信号togの初期値とすればよい。また、３ずつ飛び越してカウントを行うときは、カウントを開始する値の１ビット目START１の値を反転信号togの初期値とすればよい。また、７ずつ飛び越してカウントを行うときは、カウントを開始する値の２ビット目START２の値を反転信号togの初期値とすればよい。
【００６５】
反転信号togの初期値を上述したように設定するためにフリップフロップＦＦ７にセット信号SETtogおよびリセット信号RESETtogを出力する初期設定手段７の具体的態様を図１６に示す。
【００６６】
セレクタＳ１１の出力端子がＮＡＮＤ回路ＮＡ１７の第１入力端子とインバータ回路ＩＮＶ１１に入力され、インバータ回路ＩＮＶ１１の出力信号がＮＡＮＤ回路ＮＡ１８の第１入力端子に入力される。また、スタート信号STARTがＮＡＮＤ回路ＮＡ１７およびＮＡ１８の第２入力端子に入力される。ＮＡＮＤ回路ＮＡ１７からはセット信号SETtogが出力され、ＮＡＮＤ回路ＮＡ１８からはリセット信号RESETtogが出力される。
【００６７】
初期設定手段７を図１６に示した構成にした場合、フリップフロップＦＦ７を通常動作させたいときは、スタート信号STARTを０にし、セット信号SETtogおよびリセット信号RESETtogを１にするとよい。
【００６８】
また、カウント開始時にはスタート信号STARTを１にする。この場合、セレクタＳ１１の出力信号が１のときには、セット信号SETtogは０になり、リセット信号RESETtogは１になる。セレクタＳ１１の出力信号が０のときには、セット信号SETtogは１になり、リセット信号RESETtogは０になる。これにより、フリップフロップＦＦ７がＱ端子から出力する信号togとセレクタ信号Ｓ１１の出力信号との符号を一致させることができる。
【００６９】
さらに、セレクタＳ１１の第１制御端子には第１制御信号mode０が入力され、セレクタＳ１１の第２制御端子には第２制御信号mode１が入力される。セレクタＳ１１は、第１制御端子と第２制御端子とにＬｏｗレベルの信号が入力されたときは第１入力端子に入力された信号を出力し、第１制御端子にＨｉｇｈレベルの信号が入力され第２制御端子にＬｏｗレベルの信号が入力されたときは第２入力端子に入力された信号を出力し、第１制御端子にＬｏｗレベルの信号が入力され第２制御端子にＨｉｇｈレベルの信号が入力されたときは第３入力端子に入力された信号を出力し、第１制御端子と第２制御端子とにＨｉｇｈレベルの信号が入力されたときは第４入力端子に入力された信号を出力する。尚、セレクタＳ１１の第１入力端子は接地され、第２入力端子にはカウントを開始する値の０ビット目START０のビットデータが入力され、第３入力端子にはカウントを開始する値の１ビット目START１のビットデータが入力され、第４入力端子にはカウントを開始する値の２ビット目START２のビットデータが入力される。
【００７０】
初期設定手段７をこのような構成にすることで、１ずつ飛び越してカウントを行うときは反転信号togの初期値をカウントを開始する値の０ビット目START０のビットデータと同符号にすることができ、３ずつ飛び越してカウントを行うときは反転信号togの初期値をカウントを開始する値の１ビット目START１のビットデータと同符号にすることができ、７ずつ飛び越してカウントを行うときは反転信号togの初期値をカウントを開始する値の２ビット目START２のビットデータと同符号にすることができる。
【００７１】
次に、入力値変換器４について説明する。上述したように２M−１ずつ飛び越してカウントする場合は、出力値変換器３’がグレーコードカウンタ２で１ずつカウントされるグレーコード出力データを２M−１ずつ飛び越してカウントするときのグレーコード出力データに変換する。このため、２M−１ずつ飛び越してカウントする場合は、入力値変換器４がカウントを開始する値のビットデータ（START４〜START０）を１ずつカウントするときのグレーコード出力データに変換してグレーコードカウンタ２側に出力する必要がある。
【００７２】
したがって、入力値変換器４は、カウントを開始する値の上位（Ｎ−Ｍ）ビットに属する（α＋Ｍ）ビット目のデータを出力データの下位（Ｎ−Ｍ）ビットに属するαビット目のデータとし、上位Ｍビットを常に０とするように動作すればよく、Ｎ＝５のときの具体的態様としては図９に示す回路構成が挙げられる。
【００７３】
図９に示す入力値変換器４について説明する。セレクタＳ６の第１入力端子には、カウントを開始する値の０ビット目データSTART０が入力される。セレクタＳ６の第２入力端子およびセレクタＳ７の第１入力端子が共通接続され、カウントを開始する値の１ビット目データSTART１が入力される。セレクタＳ６の第３入力端子、セレクタＳ７の第２入力端子、およびセレクタＳ８の第１入力端子が共通接続され、カウントを開始する値の２ビット目データSTART２が入力される。セレクタＳ６の第４入力端子、セレクタＳ７の第３入力端子、セレクタＳ８の第２入力端子、セレクタＳ９の第１入力端子が共通接続され、カウントを開始する値の３ビット目データSTART３が入力される。セレクタＳ７の第４入力端子、セレクタＳ８の第３入力端子、セレクタＳ９の第２入力端子、およびセレクタＳ１０の第１入力端子が共通接続され、カウントを開始する値の４ビット目データSTART４が入力される。セレクタＳ８の第４入力端子、セレクタＳ９の第３入力端子と第４入力端子、およびセレクタＳ１０の第２入力端子〜第４入力端子が共通接続され、接地されている。
【００７４】
さらに、セレクタＳ６〜Ｓ１０の第１制御端子にはそれぞれ第１制御信号mode０が入力され、セレクタＳ６〜Ｓ１０の第２制御端子にはそれぞれ第２制御信号mode１が入力される。セレクタＳ６〜Ｓ１０は、第１制御端子と第２制御端子とにＬｏｗレベルの信号が入力されたときは第１入力端子に入力された信号を出力し、第１制御端子にＨｉｇｈレベルの信号が入力され第２制御端子にＬｏｗレベルの信号が入力されたときは第２入力端子に入力された信号を出力し、第１制御端子にＬｏｗレベルの信号が入力され第２制御端子にＨｉｇｈレベルの信号が入力されたときは第３入力端子に入力された信号を出力し、第１制御端子と第２制御端子とにＨｉｇｈレベルの信号が入力されたときは第４入力端子に入力された信号を出力する。したがって、入力値変換器４が出力するデータは図２０に示すようになる。
【００７５】
次に、カウント開始データ設定手段５について説明する。カウント開始データ設定手段５の一実施態様の回路ブロック図を図１０に示す。偶奇数判定回路５１は、１０進カウントが偶数のときに０を出力し、１０進カウントが奇数のときに１を出力する。１０進カウントが偶数のときにはグレーコードに含まれる１の数が偶数個であるのに対し、１０進カウントが奇数のときはグレーコードに含まれる１の数が奇数個であるので、偶奇数判定回路５１は図１１に示すような論理回路にするとよい。
【００７６】
エクスクルーシブＯＲ回路Ｅ１がビットデータAFT_START０〜AFT_START２を入力する。また、エクスクルーシブＯＲ回路Ｅ２がビットデータAFT_START３〜AFT_START４を入力する。そして、エクスクルーシブＯＲ回路Ｅ３が、エクスクルーシブＯＲ回路Ｅ１およびＥ２の出力信号を入力し、偶奇信号odd_evenを出力する。
【００７７】
セット・リセット制御回路５2は、偶奇数判定回路５１から出力される偶奇信号odd_evenに基づいてフリップフロップＦＦ６のＸＳ端子、ＸＲ端子に出力する制御信号を作成する。
【００７８】
セット・リセット端子制御回路５２は、フリップフロップＦＦ６のＱ端子の出力信号を０に設定したい場合は、ＸＳ端子に入力するセット信号SETNCKを１にし、ＸＲ端子に入力するリセット信号RESETNCKを０にする。また、フリップフロップＦＦ６のＱ端子の出力信号を１に設定したい場合は、ＸＳ端子に入力するセット信号SETNCKを０にし、ＸＲ端子に入力するリセット信号RESETNCKを１にする。また、フリップフロップＦＦ６を通常動作させたい場合は、ＸＳ端子に入力するセット信号SETNCKを１にし、ＸＲ端子に入力するリセット信号RESETNCKを１にする。
【００７９】
このような動作を行うセット・リセット端子制御回路５２の一実施態様を図１２に示す。偶奇信号odd_evenがＮＡＮＤ回路ＮＡ５の第１入力端子とインバータ回路ＩＮＶ５に入力され、インバータ回路ＩＮＶ５の出力信号がＮＡＮＤ回路ＮＡ６の第１入力端子に入力される。また、スタート信号STARTがＮＡＮＤ回路ＮＡ５およびＮＡ６の第２入力端子に入力される。ＮＡＮＤ回路ＮＡ５からはセット信号SETNCKが出力され、ＮＡＮＤ回路ＮＡ６からはリセット信号RESETNCKが出力される。
【００８０】
セット・リセット端子制御回路５２を図１２に示した構成にした場合、フリップフロップＦＦ６を通常動作させたいときは、スタート信号STARTを０にし、セット信号SETNCKおよびリセット信号ＲSETNCKを１にするとよい。
【００８１】
また、カウント開始時にはスタート信号STARTを１にする。この場合、偶奇信号odd_evenが１のとき（ビットデータAFT_START０〜AFT_START４に対応する１０進カウントが奇数のとき）には、セット信号SETNCKは０になり、リセット信号RESETNCKは１になる。偶奇信号odd_evenが０のとき（ビットデータAFT_START０〜AFT_START４に対応する１０進カウントが偶数のとき）には、セット信号SETNCKは１になり、リセット信号RESETNCKは０になる。これにより、図２３に示すように、ビットデータAFT_START０〜AFT_START４に対応する１０進カウントが奇数のときには、フリップフロップＦＦ６がＱ端子から出力する２分周信号NCKを１にすることができ、ビットデータAFT_START０〜AFT_START４に対応する１０進カウントが偶数のときには、フリップフロップＦＦ６がＱ端子から出力する２分周信号NCKを０にすることができる。
【００８２】
セット・リセット制御回路５３は、ビットデータAFT_START０〜AFT_START４に基づいてフリップフロップＦＦ１〜ＦＦ５のＸＳ端子、ＸＲ端子に出力する制御信号を作成する。
【００８３】
セット・リセット端子制御回路５３の一実施態様を図１３に示す。セット・リセット端子制御回路５３は、セット・リセット端子制御回路５２と同じ構成の回路が５つ設けられている。そして、偶奇信号odd_evenの代わりに、それぞれの回路においてビットデータAFT_START０、AFT_START１、AFT_START２、AFT_START３、AFT_START４が入力される。
【００８４】
これにより、スタート信号STARTを１にすると、グレーコードカウンタ２がビットデータAFT_START０、AFT_START１、AFT_START２、AFT_START３、AFT_START４を出力することになり、スタート信号STARTを０にすると、フリップフロップＦＦ１〜ＦＦ５が通常動作を行うので、グレーコードカウンタ２がカウント動作を行う。
【００８５】
次に、カウント終了データ設定手段６の一実施態様の回路ブロック図を図１４に示す。比較器６１は、カウントを終了する値のグレーコードデータSTOP０〜STOP４と、グレーコードカウンタ１’の出力信号であるＱ０、Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４とを比較して、最下位ビット、１ビット目、２ビット目、３ビット目、最上位ビットのすべてが一致したときに、クロック制御回路６２に対して、クロック信号CKの出力を止めるべき旨の制御信号を送る。これにより、クロック信号CKがグレーコードカウンタ２に供給されなくなり、グレーコードカウンタ１’はカウントを終了する。尚、グレーコードカウンタ１’が２M−１ずつ飛び越してカウントする場合は、カウントを終了する値のグレーコードデータSTOP０〜STOP４をカウントを開始する値と飛び越す数に応じたものにしておく必要がある。例えば、カウントを開始する値の１０進カウントが０で１ずつ飛び越してカウントする場合には、カウントを終了する値を偶数に設定する必要がある。
【００８６】
次に、本発明に係るカメラシステムの一実施形態について図２１を参照して説明する。光学レンズ系１１は、撮影対象である光学実像（図示せず）を取込み、固体撮像装置１２が備える固体撮像素子１５上に結像する。
【００８７】
固体撮像素子１５には１０２４個の光電変換素子１５ａがマトリクス状（３２個×３２個）に配置されている。各々の光電変換素子１５ａには垂直方向選択ライン１５ｂと水平方向選択ライン１５ｃとが１本ずつ接続されている。垂直方向選択ライン１５ｂは垂直方向デコーダ１５ｄによって１ラインが選択され、水平方向選択ライン１５ｃは水平方向デコーダ１５ｅによって１ラインが選択される。
【００８８】
垂直方向デコーダ１５ｄは垂直方向グレーコードカウンタ１５ｆが指定するアドレスを選択し、水平方向デコーダ１５ｅは水平方向グレーコードカウンタ１５ｇが指定するアドレスを選択する。垂直方向選択ライン１５ｂと水平方向選択ライン１５ｃの両方に選択されたアドレスに該当する光電変換素子１５ａの信号が出力回路１５ｈに出力される。
【００８９】
垂直方向グレーコードカウンタ１５ｆが出力するカウント値を固定しておくことで垂直方向のアドレスを固定しておき、水平方向グレーコードカウンタ１５ｇをカウントさせ、水平方向に走査させる。水平方向の走査が終了すれば、垂直方向グレーコードカウンタ１５ｇをカウントさせ、次の水平ラインを走査する。この動作の繰り返しによって、撮像の動作を実現する。なお、垂直方向グレーコードカウンタ１５ｆおよび水平方向グレーコードカウンタ１５ｇは、上述した５ビットの第二実施形態のグレーコードカウンタ１’と同じ構成とする。
【００９０】
垂直方向制御回路１６ａは、カウントを開始する値のグレーコードデータSTART０〜START４、カウントを終了する値のグレーコードデータSTOP０〜STOP４、および制御信号mode０、mode１を垂直方向グレーコードカウンタ１５ｆに出力することで、垂直方向グレーコードカウンタ１５ｆを制御する。水平方向制御回路１６ｂは、カウントを開始する値のグレーコードデータSTART０’〜START４’、カウントを終了する値のグレーコードデータSTOP０’〜STOP４’、および制御信号mode０’、mode１’を水平方向グレーコードカウンタ１５ｇに出力することで、水平方向グレーコードカウンタ１５ｇを制御する。
【００９１】
出力回路１５ｈは、信号電圧を次段の信号処理回路１３に出力する。信号処理回路１３は出力回路１５ｈから出力される信号電圧に基づき、駆動信号を作成し、表示手段１４に出力する。表示手段には２５６個の画素がマトリクス状（１６個×１６個）に配置されている。
【００９２】
このような構成にすることによって、カメラシステム１０に電子ズーム機能を付加することが可能となる。すなわち、通常撮影（電子ズームなし）を行うときには、垂直方向グレーコードカウンタ１５ｆが０からカウントを始め、１ずつ飛び越してカウントし、３０でカウントを終了するようにし、水平方向グレーコードカウンタ１５ｇが０からカウントを始め、１ずつ飛び越してカウントし、３０でカウントを終了するようにする。したがって、固体撮像装置１２は撮像領域内の全領域から２５６個（１６×１６）のデータ信号処理回路１３に出力することとなり、表示手段１４には固体撮像装置１２の撮像領域内の全領域に対応する画像が表示される。これに対して、電子ズームを行うときには、垂直方向グレーコードカウンタ１５ｆが０からカウントを始め、１ずつカウントし、１５でカウントを終了するようにし、水平方向グレーコードカウンタ１５ｇが０からカウントを始め、１ずつカウントし、１５でカウントを終了するようにする。したがって、固体撮像装置１２は撮像領域内の左上１／４領域から２５６個（１６×１６）のデータ信号を処理回路１３に出力することとなり、表示手段１４には固体撮像装置１２の撮像領域内の左上１／４領域に対応する画像が表示される。つまり、カメラシステム１０が電子ズームを行うことで、通常撮影時の画像の左上の部分が４倍にズームされた画像を得ることができる。
【００９３】
また、図２１に示したような構成にすることによって、カメラシステム１０に画像切り取り機能を付加することが可能となる。すなわち、上述した通常撮影（電子ズームなし）において左下１／４領域を切り取りたいときは、垂直方向グレーコードカウンタ１５ｆが１６からカウントを始め、１ずつ飛び越してカウントし、３０でカウントを終了するようにし、水平方向グレーコードカウンタ１５ｇが０からカウントを始め、１ずつ飛び越してカウントし、１４でカウントを終了するようにする。これにより、固体撮像装置１２は撮像領域内の左下領域から６４個（８×８）のデータを信号処理回路１３に出力することとなり、表示手段１４には固体撮像装置１２の撮像領域内の左下１／４領域に対応する画像が表示される。
【００９４】
さらに、表示手段１４の画素数を２５６固（１６×１６）ではなく１０２４個（３２×３２）とし、静止画と動画の両方を撮像するようにしてもよい。このような構成において、静止画を撮像する場合は、すべてのアドレスを走査し、動画を撮像する場合は飛び越して走査を行うとよい。これにより、動画を撮像する場合は制限周波数以下で走査を行うことができ、静止画を撮像する場合は表示手段１４に表示される画像の解像度をよくすることができる。
【００９５】
【発明の効果】
本発明によれば、グレーコードカウンタが、１ずつカウントするグレーコードカウンタと、その１ずつカウントするグレーコードカウンタから出力されるグレーコードデータを２の累乗から１を引いた値ずつ飛び越してカウントする１０進カウントに対応するグレーコードに変換する出力値変換手段とを備えているので、２の累乗から１を引いた値ずつ飛び越してカウントすることができ、そのときのビット遷移数は常に２個となる。これにより、電気的なノイズの発生を抑制しながら飛び越しカウントを行うことが可能となる。
【００９６】
また、本発明によれば、出力値変換手段が１ずつカウントするグレーコードカウンタから出力されるグレーコードデータをそのまま出力するか、１ずつカウントするグレーコードカウンタから出力されるグレーコードデータを２の累乗から１を引いた値ずつ飛び越してカウントする１０進カウントに対応するグレーコードに変換するか、を外部信号に基づいて選択する選択手段を備えているので、飛び越しカウントだけではなく１ずつカウントする動作も行うことができる。これにより、グレーコードカウンタの利用範囲を広げることができる。
【００９７】
また、本発明によれば、１ずつカウントするグレーコードカウンタをＮビットのカウンタとし、２M−１ずつ飛び越してカウントするときは、出力値変換手段が、１ずつカウントするグレーコードカウンタから出力されるグレーコードデータの下位（Ｎ−Ｍ）ビットに属するαビット目のビットデータを（α＋Ｍ）ビット目のビットデータとして上位（Ｎ−Ｍ）ビットを出力し、残りの下位Ｍビットのうち（Ｍ−１）ビット目のビットデータをカウントする毎に反転させ、さらに（Ｍ−２）ビット目以下があれば該（Ｍ−２）ビット目以下のビットデータを常に０とするので、出力値変換手段の論理回路を容易に実現することができる。
【００９８】
また、本発明によれば、グレーコードカウンタが、飛び越してカウントするときはその飛び越す値に応じて、カウントを開始する１０進カウントに対応するグレーコードデータを、１ずつカウントする１０進カウントに対応するグレーコードに変換する入力値変換手段と、その入力値変更手段が出力するグレーコードデータに基づいて前記１ずつカウント行うグレーコードカウンタの初期状態を制御するカウント開始データ設定手段を備えているので、任意の値からのカウントを開始することができる。これにより、グレーコードカウンタの利用範囲を広げることができる。
【００９９】
また、本発明によれば、１ずつカウントするグレーコードカウンタをＮビットのカウンタとし、２M−１ずつ飛び越してカウントするときは、出力変換手段が、１ずつカウントするグレーコードカウンタから出力されるグレーコードデータの下位（Ｎ−Ｍ）ビットに属するαビット目のビットデータを（α＋Ｍ）ビット目のビットデータとして上位（Ｎ−Ｍ）ビットを出力し、残りの下位Ｍビットのうち（Ｍ−１）ビット目のビットデータをカウントする毎に反転させ、さらに（Ｍ−２）ビット目以下があれば前記１ずつカウントするグレーコードカウンタからカウント開始時に出力されたグレーコードデータの（Ｍ−２）ビット目以下に属するβビット目のビットデータをβビット目のビットデータとして（Ｍ−２）ビット目以下を出力するので、任意の値からカウントを開始することができ且つ出力値変換手段の論理回路を容易に実現することができる。
【０１００】
また、本発明によれば、固体撮像装置は、飛び越しカウントが可能で且つそのときのビット遷移数が２個であるグレーコードカウンタを備えているので、電気的ノイズの発生を抑制しながら、電子ズームを行うことができる。また、グレーコードカウンタが飛び越しカウント動作と１ずつのカウント動作のいずれかを選択できる選択手段を有している場合は、動画を撮像するときは飛び越しカウント動作を選択することで制限周波数以下で走査を行うことができ、静止画を撮像するときは１ずつのカウント動作を選択することで解像度をよくすることができ、且つ電気的ノイズの発生を抑制することができる。
【０１０１】
また、本発明によれば、カメラシステムは、飛び越しカウントが可能で且つそのときのビット遷移数が２個であるグレーコードカウンタを有する固体撮像装置を備えているので、電子ズームが行え、光学レンズ系のズーム範囲を狭くしてもカメラシステム全体としてのズーム範囲を確保することができる。これにより、カメラシステムの小型化を図ることができる。
【０１０２】
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る第一実施形態のグレーコードカウンタの構成図である。
【図２】 １０進カウントに対応する５ビットのバイナリーコードおよびグレーコードを示す図である。
【図３】 １ずつ飛び越してカウントする場合の１０進カウントとグレーコードを示す図である。
【図４】 ３ずつ飛び越してカウントする場合の１０進カウントとグレーコードを示す図である。
【図５】 ７ずつ飛び越してカウントする場合の１０進カウントとグレーコードを示す図である。
【図６】 図１のグレーコードカウンタが備える出力値変更器の一実施態様を示す図である。
【図７】 制御信号と図６の出力値変更器の出力ビットとの関係を示す図である。
【図８】 本発明に係る第二実施形態のグレーコードカウンタの構成図である。
【図９】 図８のグレーコードカウンタが備える入力値変更器の一実施態様を示す図である。
【図１０】 図８のグレーコードカウンタが備えるカウント開始データ設定手段の構成図である。
【図１１】 図１０に示した偶奇数判定回路の一実施態様を示す図である。
【図１２】 図１０に示した偶奇数判定回路から信号を入力するセット・リセット端子制御回路の一実施態様を示す図である。
【図１３】 図１０に示した他のセット・リセット端子制御回路の一実施態様を示す図である。
【図１４】 図８のグレーコードカウンタが備えるカウント終了データ設定手段の構成図である。
【図１５】 図８のグレーコードカウンタが備える出力値変更器の一実施態様を示す図である。
【図１６】 図８のグレーコードカウンタが備える初期設定手段の一実施態様を示す図である。
【図１７】 １ずつ飛び越してカウントする場合の１０進カウントとグレーコードを示す図である。
【図１８】 ３ずつ飛び越してカウントする場合の１０進カウントとグレーコードを示す図である。
【図１９】 制御信号と図１５の出力値変更器の出力ビットとの関係を示す図である。
【図２０】 制御信号と図９の入力値変更器の出力ビットとの関係を示す図である。
【図２１】 本発明に係るカメラシステムの構成を示す図である。
【図２２】 １ずつカウントするグレーコードカウンタの論理回路図である。
【図２３】 図２２のグレーコードカウンタの動作を示すタイムチャート図である。
【符号の説明】
１ 第一実施形態のグレーコードカウンタ
１’ 第二実施形態のグレーコードカウンタ
２ １ずつカウントするグレーコードカウンタ
３、３’ 出力値変換器
４ 入力値変換器
５ カウント開始データ設定手段
６ カウント終了データ設定手段
７ 初期設定手段
１０ カメラシステム
１２ 固体撮像装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、グレーコードカウンタに関するものである。特に飛び越しカウント動作が可能なグレーコードカウンタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
固体撮像装置においてデコーダ型の走査回路を用いる場合がある。デコーダ型の走査回路はカウンタを備えており、カウンタが出力する値と一致するアドレスを走査する。このカウンタに所望のカウント動作を行わせることによって撮像を得ることができる。
【０００３】
従来このカウンタにバイナリーカウンタを用いていたが、バイナリーカウンタでは１０進カウントが１つ遷移する際に複数個のビット遷移を有する場合があった。例えば、５ビットのバイナリーカウンタにおいて、１０進カウントが０から１に遷移する場合は、図２に示すようにバイナリーコードでは（０００００）から（００００１）に変化するので、ビット遷移数は１個であるが、１０進カウントが１５から１６に遷移するときには、図２に示すようにバイナリーコードでは（０１１１１）から（１００００）に変化するのでビット遷移数は５個になる。ビット遷移数が多くなればなるほどカウンタが設けられているシステム内には電源電流が多く流れ、電気的ノイズが発生する。その際にシステム内の信号間に干渉が起こり、システムが誤動作するおそれがあった。
【０００４】
この電気的ノイズの発生を抑制するために、グレーコードカウンタが用いられてきた。５ビットのグレーコードカウンタの代表的な回路構成を図２２に示す。
【０００５】
フリップフロップＦＦ６のＱ出力端子はバッファＢＵＦ１を介してフリップフロップＦＦ１のＣ入力端子に接続される。また、フリップフロップＦＦ６のＸＱ出力端子は、ＮＡＮＤ回路ＮＡ１〜ＮＡ４それぞれの第１入力端子に接続される。
【０００６】
ＮＡＮＤ回路ＮＡ１の第２入力端子は、フリップフロップＦＦ１のＱ出力端子と接続される。ＮＡＮＤ回路ＮＡ１の出力端子は、インバータ回路ＩＮＶ１を介してフリップフロップＦＦ２のＣ入力端子に接続される。
【０００７】
また、ＮＡＮＤ回路ＮＡ２の第２入力端子はフリップフロップＦＦ１のＸＱ出力端子と接続され、ＮＡＮＤ回路ＮＡ２の第３入力端子はフリップフロップＦＦ２のＱ出力端子と接続される。ＮＡＮＤ回路ＮＡ２の出力端子は、インバータ回路ＩＮＶ２を介してフリップフロップＦＦ３のＣ入力端子に接続される。
【０００８】
また、ＮＡＮＤ回路ＮＡ３の第２入力端子はフリップフロップＦＦ１のＸＱ出力端子と接続され、ＮＡＮＤ回路ＮＡ３の第３入力端子はフリップフロップＦＦ２のＸＱ出力端子と接続され、ＮＡＮＤ回路ＮＡ３の第４入力端子はフリップフロップＦＦ３のＱ出力端子と接続される。ＮＡＮＤ回路ＮＡ３の出力端子は、インバータ回路ＩＮＶ３を介してフリップフロップＦＦ４のＣ入力端子に接続される。
【０００９】
また、ＮＡＮＤ回路ＮＡ４の第２入力端子はフリップフロップＦＦ１のＸＱ出力端子と接続され、ＮＡＮＤ回路ＮＡ４の第３入力端子はフリップフロップＦＦ２のＸＱ出力端子と接続され、ＮＡＮＤ回路ＮＡ４の第４入力端子はフリップフロップＦＦ３のＸＱ出力端子と接続され、ＮＡＮＤ回路ＮＡ４の第５入力端子はフリップフロップＦＦ４のＱ出力端子と接続される。ＮＡＮＤ回路ＮＡ４の出力端子は、インバータ回路ＩＮＶ４を介してフリップフロップＦＦ５のＣ入力端子に接続される。
【００１０】
さらに、フリップフロップＦＦ１〜ＦＦ６それぞれにおいて、ＸＱ出力端子とＤ入力端子とが接続されている。これにより、フリップフロップＦＦ１〜ＦＦ６各々において、Ｃ入力端子に入力されるクロック信号が立ち上がる毎にＱ出力端子から出力される出力信号が反転する。
【００１１】
バッファＢＵＦ１、ＮＡＮＤ回路ＮＡ１〜ＮＡ４、及びインバータ回路ＩＮＶ１〜ＩＮＶ４からなるクロック生成回路２１は、グレーコードカウンタ２の各出力の反転タイミングを決めるクロックを生成する回路として機能する。
【００１２】
次に、このグレーコードカウンタ２の動作について図２２および図２３を参照して説明する。尚、フリップフロップＦＦ１〜ＦＦ６のＸＳ端子それぞれに入力されるセット信号SETＱ０〜SETＱ４及びSETNCKは、すべて常時１とする。また、フリップフロップＦＦ１〜ＦＦ６のＸＲ端子それぞれに入力されるリセット信号RESETＱ０〜RESETＱ４及びRESETNCKは、０に初期設定しその後１とする。
【００１３】
フリップフロップＦＦ６は、基準クロック信号CKを入力し、基準クロック信号CKの２分周となる２分周クロック信号NCKを生成して、次段のクロック生成回路２１に２分周クロック信号NCKとその反転信号NCKXを出力している。
【００１４】
クロック生成回路２１は、２分周クロック信号NCKと同一であるクロック信号Ｑ０CKNを生成する。フリップフロップＦＦ１は、クロック生成回路２１からクロック信号Ｑ０CKNを入力するので、２分周クロック信号NCKが立ち上がるごとに反転する出力信号Ｑ０ｐおよびその反転信号Ｑ０Ｘを出力する。
【００１５】
クロック生成回路２１は、出力信号Ｑ０ｐが１でかつ２分周クロック信号NCKが立ち下がるときに立ち上がるクロック信号Ｑ１CKNも生成する。フリップフロップＦＦ２は、クロック生成回路２１からクロック信号Ｑ１CKNを入力するので、クロック信号Ｑ１CKNが立ち上がるごとに反転する出力信号Ｑ１ｐおよびその反転信号であるＱ１Ｘを出力する。
【００１６】
クロック生成回路２１は、出力信号Ｑ０ｐが０、出力信号Ｑ１ｐが１、かつ２分周クロック信号NCKが立ち下がるときに立ち上がるクロック信号Ｑ２CKNも生成する。フリップフロップＦＦ３は、クロック生成回路２１からクロック信号Ｑ２CKNを入力するので、クロック信号Ｑ２CKNが立ち上がるごとに反転する出力信号Ｑ２ｐおよびその反転信号であるＱ２Ｘを出力する。
【００１７】
クロック生成回路２１は、出力信号Ｑ０ｐが０、出力信号Ｑ１ｐが０、出力信号Ｑ２ｐが１、かつ２分周クロック信号NCKが立ち下がるときに立ち上がるクロック信号Ｑ３CKNも生成する。フリップフロップＦＦ４は、クロック生成回路２１からクロック信号Ｑ３CKNを入力するので、クロック信号Ｑ３CKNが立ち上がるごとに反転する出力信号Ｑ３ｐおよびその反転信号であるＱ３Ｘを出力する。
【００１８】
クロック生成回路２１は、出力信号Ｑ０ｐが０、出力信号Ｑ１ｐが０、出力信号Ｑ２ｐが０、出力信号Ｑ３ｐが１、かつ２分周クロック信号NCKが立ち下がるときに立ち上がるクロック信号Ｑ４CKNも生成する。フリップフロップＦＦ５は、クロック生成回路２１からクロック信号Ｑ４CKNを入力するので、クロック信号Ｑ４CKNが立ち上がるごとに反転する出力信号Ｑ４ｐおよびその反転信号であるＱ４Ｘを出力する。
【００１９】
出力信号Ｑ０ｐを０ビット目すなわち最下位ビットの出力、出力信号Ｑ１ｐを１ビット目の出力、出力信号Ｑ２ｐを２ビット目の出力、出力信号Ｑ３ｐを３ビット目の出力、出力信号Ｑ４ｐを４ビット目すなわち最上位ビットの出力とすると、グレーコードカウンタ２はクロック信号CKの１０進カウントに応じて、図２に示したグレーコードを出力することになる。
【００２０】
グレーコードでは連続した１０進カウントでは、１ビットだけ異なる符号となり、その他のビットは同じ符号となる。つまり、連続する１０進カウントではビット遷移数が常に１個となる。これにより、グレーコードカウンタはビット遷移による電流をバイナリーコードよりも少なくでき、電気的ノイズの発生を抑制できる。
【００２１】
一方、固体撮像装置において、カウンタが飛び越しカウントを行うこと、すなわちデコーダ型の走査回路が飛び越し走査を行うことが必要とされる場合がある。
【００２２】
例えば、飛び越し走査と通常走査を切り換えることによって、固体撮像装置に電子ズーム機能を持たせることができる。すなわち、通常撮影時（電子ズームなし）に飛び越し走査を行ない、電子ズーム時に通常走査を行う。ここで、撮像領域が水平方向に２００個のアドレス（ピクセル）、垂直方向に２００個のアドレス（ピクセル）を持つ固体撮像装置と、表示領域が水平方向に１００個、垂直方向に１００個の画素を持つ表示装置とを用いた場合ついて説明する。
【００２３】
通常撮影（電子ズームなし）のときには、固体撮像装置は、水平、垂直方向とも０、２、４、…、１９６、１９８と１ずつ飛び越してアドレスを走査し、１００００個（１００×１００）のデータを取得して、表示装置に表示させる。電子ズームのときには、固体撮像装置は、水平、垂直方向とも０、１、２、…、９８、９９と１ずつアドレスを走査し、１００００個（１００×１００）のデータを取得して、表示装置に表示させる。この電子ズームの場合に表示される画像は、通常撮影時の画像の左上の部分が４倍にズームされた画像である。
【００２４】
また、固体撮像装置において、静止画と動画の両方を撮像する場合がある。動画の場合、周波数の制限からすべてのアドレスを走査することが難しい場合がある。しかし、静止画の場合は、すべてのアドレスを走査した方が解像度がよい。このため、静止画の場合は、すべてのアドレスを走査し、動画の場合は飛び越して走査を行うとよい。
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、グレーコードはバイナリーコードに比べ演算（例えば、足し算）が容易ではなく、また、コード自体が複雑なため、飛び越しカウントが可能なグレーコードカウンタの論理設計が困難であった。そのため、上述したような飛び越しカウントが必要な場合には、従来はバイナリーカウンタを用いていた。また、グレーコードカウンタにおいて飛び越しカウントが行えても、飛び越す値によってはビット遷移数が大幅に増大してしまうという問題もあった。例えば、９ずつ飛び越してカウントを行った場合、０から１０に遷移したときにはグレーコードは（０００００）から（０１１１１）に変化してビット遷移数は４個になってしまい、ビット遷移数を少なくできるというグレーコードの特性が損なわれてしまう。
【００２６】
さらに、固体撮像装置において、画面の切り取りの動作が可能とするためには、デコーダ型の走査回路が任意のアドレスから任意のアドレスまで走査すること、すなわちランダムアクセスが必要となる。例えば、水平方向のアドレスが２００個ある固体撮像装置において、１００〜１４９まで走査すれば、１〜９９と１５０〜２００までのアドレスに対応する画像を走査せずに、１００〜１４９までのアドレスに対応する画像のみを切り取ることができる。この場合、任意の開始の値からカウントを開始し、任意の終了の値でカウントを終了できるカウンタが必要となる。
【００２７】
本発明は、上記の問題点に鑑み、飛び越しカウントを可能とし、且つ飛び越しカウント時のビット遷移数を常に２個とするグレーコードカウンタを提供することを目的とする。また、飛び越しアドレス走査が可能で、且つ電気的ノイズが少ない固体撮像装置およびこれを用いたカメラシステムを提供することを目的とする。
【００２８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係るグレーコードカウンタにおいては、１ずつカウントするグレーコードカウンタと、該１ずつカウントするグレーコードカウンタから出力されるグレーコードデータを２の累乗から１を引いた値ずつ飛び越してカウントする１０進カウントに対応するグレーコードに変換する出力値変換手段と、を備え、前記１ずつカウントするグレーコードカウンタをＮビットのカウンタとし、２ M −１ずつ飛び越してカウントするときは、前記出力値変換手段が、前記１ずつカウントするグレーコードカウンタから出力されるグレーコードデータの下位（Ｎ−Ｍ）ビットに属するαビット目のビットデータを（α＋Ｍ）ビット目のビットデータとして上位（Ｎ−Ｍ）ビットを出力し、残りの下位Ｍビットのうち（Ｍ−１）ビット目のビットデータをカウントする毎に反転させ、さらに（Ｍ−２）ビット目以下があれば該（Ｍ−２）ビット目以下のビットデータを常に０とするようにする。
【００２９】
また、１ずつのカウントと飛び越しカウントとの切り換えができるように、前記出力値変換手段が、前記１ずつカウントするグレーコードカウンタから出力されるグレーコードデータをそのまま出力するか、前記１ずつカウントするグレーコードカウンタから出力されるグレーコードデータを２の累乗から１を引いた値ずつ飛び越してカウントする１０進カウントに対応するグレーコードに変換するか、を外部信号に基づいて選択する選択手段を備えるようにしてもよい。
【００３０】
また、上記目的を達成するために、本発明に係るグレーコードカウンタにおいては、１ずつカウントするグレーコードカウンタと、該１ずつカウントするグレーコードカウンタから出力されるグレーコードデータを２の累乗から１を引いた値ずつ飛び越してカウントする１０進カウントに対応するグレーコードに変換する出力値変換手段と、飛び越してカウントするときはその飛び越す値に応じて、カウントを開始する１０進カウントに対応するグレーコードデータを、１ずつカウントする１０進カウントに対応するグレーコードに変換する入力値変換手段と、該入力値変更手段が出力するグレーコードデータに基づいて前記１ずつカウント行うグレーコードカウンタの初期状態を制御するカウント開始データ設定手段と、を備えるようにする。また、１ずつのカウントと飛び越しカウントとの切り換えができるように、前記出力値変換手段が、前記１ずつカウントするグレーコードカウンタから出力されるグレーコードデータをそのまま出力するか、前記１ずつカウントするグレーコードカウンタから出力されるグレーコードデータを２の累乗から１を引いた値ずつ飛び越してカウントする１０進カウントに対応するグレーコードに変換するか、を外部信号に基づいて選択する選択手段を備えるようにしてもよい。さらに、前記１ずつカウントするグレーコードカウンタをＮビットのカウンタとし、２ M −１ずつ飛び越してカウントするときは、前記出力変換手段が、前記１ずつカウントするグレーコードカウンタから出力されるグレーコードデータの下位（Ｎ−Ｍ）ビットに属するαビット目のビットデータを（α＋Ｍ）ビット目のビットデータとして上位（Ｎ−Ｍ）ビットを出力し、残りの下位Ｍビットのうち（Ｍ−１）ビット目のビットデータをカウントする毎に反転させ、さらに（Ｍ−２）ビット目以下があれば前記１ずつカウントするグレーコードカウンタからカウント開始時に出力されたグレーコードデータの（Ｍ−２）ビット目以下に属するβビット目のビットデータをβビット目のビットデータとして（Ｍ−２）ビット目以下を出力するようにしてもよい。
【００３２】
また、上記目的を達成するために、本発明に係る固体撮像装置においては、上記構成のグレーコードカウンタを備えるようにする。また、上記目的を達成するために、本発明に係るカメラシステムにおいては、上記構成の固体撮像装置を備えるようにする。
【００３３】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。本発明に係る第一実施形態のグレーコードカウンタの構成を図１に示す。尚、第一実施形態のグレーコードカウンタは５ビット構成とし、１ずつカウントするグレーコードカウンタ２は図２２に示したグレーコードカウンタと同一の回路構成とする。第一実施形態のグレーコードカウンタ１は、１ずつカウントするグレーコードカウンタ２および出力値変換器３を備えている。
【００３４】
グレーコードカウンタ２はグレーコードデータＱ０ｐ〜Ｑ４ｐを出力する。出力値変換器３は、制御信号mode０、mode１が１ずつカウントする旨であるときはグレーコードカウンタ２から出力されるグレーコードデータＱ０ｐ〜Ｑ４ｐをそのまま出力データＱ０〜Ｑ４として出力し、制御信号mode０、mode１が２M−１ずつ飛び越しカウントする旨のときはグレーコードカウンタ２から出力されるグレーコードデータＱ０ｐ〜Ｑ４ｐを２M−１ずつ飛び越してカウントする１０進カウントに対応するグレーコードに変換して出力データＱ０〜Ｑ４として出力する。
【００３５】
ここで、１ずつカウントするときのグレーコード出力データと２M−１ずつ飛び越してカウントするときのグレーコード出力データとの関係について考察する。１ずつカウントするときのグレーコード出力データは図２から明らかなように、Ｋビット目は最初の２K個０を繰り返し、その後は２K+1個同じ値を繰り返した後反転するビット変化パターンである。
【００３６】
２M−１ずつ飛び越してカウントする場合におけるＭ＝１のとき、すなわち、１ずつ飛び越してカウントする場合、第一実施形態のグレーコードカウンタ１は０、２、４、６、…とカウントしていく。図３に１ずつ飛び越してカウントする場合の１０進数とグレーコードの対応図を示す。図３から明らかなように、１ずつ飛び越してカウントする場合のグレーコードの０ビット目（最下位ビット）はカウント値が変わるたびに反転しており、カウント値が変わることによる上位４ビット（４ビット目〜１ビット目）に属する（α＋１）ビット目の変化パターンは、グレーコードカウンタ２が０から１５までカウント動作するときの下位４ビット（３ビット目〜０ビット目）に属するαビット目の変化パターンと同一である（図２参照）。ただし、Ｍ＝１のときはαは０〜３の整数である。
【００３７】
また、２M−１ずつ飛び越してカウントする場合におけるＭ＝２のとき、すなわち、３ずつ飛び越してカウントする場合、第一実施形態のグレーコードカウンタ１は０、４、８、…とカウントしていく。図４に３ずつ飛び越してカウントする場合の１０進数およびグレーコードの対応図を示す。図４から明らかなように、３ずつ飛び越してカウントする場合のグレーコードの０ビット目（最下位ビット）は常に０の値をとり続ける。１ビット目は、初期値を０として、カウントされるたびに反転する。カウント値が変わることによる上位３ビット（４ビット目〜２ビット目）の（α＋２）ビット目の変化パターンは、グレーコードカウンタ２が０から７までカウント動作するときの下位３ビット（２ビット目〜０ビット目）に属するαビット目の変化パターンと同一である（図２参照）。ただし、Ｍ＝２のときはαは０〜２の整数である。
【００３８】
また、２M−１ずつ飛び越してカウントする場合におけるＭ＝３のとき、すなわち、７ずつ飛び越してカウントする場合、第一実施形態のグレーコードカウンタ１は０、８、１６、２４、…とカウントしていく。図５に７ずつ飛び越してカウントする場合の１０進数およびグレーコードの対応図を示す。図５から明らかなように、７ずつ飛び越してカウントする場合のグレーコードの０ビット目（最下位ビット）と１ビット目は常に０の値をとり続ける。２ビット目は、初期値を０として、カウントされるたびに反転する。カウント値が変わることによる上位２ビット（４ビット目〜３ビット目）に属する（α＋３）ビット目の変化パターンは、グレーコードカウンタ２が０から３までカウント動作するときの下位２ビット（１ビット目〜０ビット目）に属するαビット目の変化パターンと同一である（図２参照）。ただし、Ｍ＝３のときはαは０〜１の整数である。
【００３９】
このような関係は、当然のことながらグレーコードのビット数が増えたときにも成り立つ。すなわち、Ｎビットのグレーコードカウンタにおいて、２M−１の値ずつ飛び越してカウントした場合のグレーコード出力データは、上位（Ｎ−Ｍ）ビットに属する（α＋Ｍ）ビット目を１ずつカウントした場合のグレーコード出力データの下位（Ｎ−Ｍ）ビットに属するαビット目と同じ符号となり、（Ｍ−１）ビット目は初期値を０として、カウントされるごとに反転し、（Ｎ−２）ビット目以下は常に０をとり続ける。
【００４０】
従って、２M−１ずつ飛び越してカウントする場合、出力値変換器３は、グレーコードカウンタ出力の下位（Ｎ−Ｍ）ビットに属するαビット目のビットデータを（α＋Ｍ）ビット目のビットデータとして上位（Ｎ−Ｍ）ビットを出力し、残りの下位Ｍビットのうち（Ｍ−１）ビット目のビットデータをカウントする毎に反転させ、さらに（Ｍ−２）ビット目以下があればその（Ｍ−２）ビット目以下のビットデータを常に０とするように動作すればよく、Ｎ＝５のときの具体的態様としては図６に示す回路構成が挙げられる。
【００４１】
図６に示す出力値変換器３について説明する。セレクタＳ１の第１入力端子、セレクタＳ２の第２入力端子、セレクタＳ３の第３入力端子、およびセレクタＳ４の第４入力端子が共通接続され、グレーコードカウンタ２の０ビット目データＱ４ｐが入力される。また、セレクタＳ２の第１入力端子、セレクタＳ３の第２入力端子、セレクタＳ４の第３入力端子、およびセレクタＳ５の第４入力端子が共通接続され、グレーコードカウンタ２の１ビット目データＱ１ｐが入力される。また、セレクタＳ３の第１入力端子、セレクタＳ４の第２入力端子、およびセレクタＳ５の第３入力端子が共通接続され、グレーコードカウンタ２の２ビット目データＱ２ｐが入力される。また、セレクタＳ４の第１入力端子およびセレクタＳ５の第２入力端子が共通接続され、グレーコードカウンタ２の３ビット目データＱ３ｐが入力される。また、セレクタＳ４の第１入力端子にはグレーコードカウンタ２の４ビット目データＱ４ｐが入力される。
【００４２】
そして、セレクタＳ１の第２入力端子、セレクタＳ２の第３入力端子、およびセレクタＳ３の第４入力端子が共通接続され、フリップフロップＦＦ７のＱ出力端子に接続されている。セレクタＳ１の第３および第４入力端子並びにセレクタＳ２の第４入力端子がそれぞれ接地されている。
【００４３】
さらに、セレクタＳ１〜Ｓ４の第１制御端子にはそれぞれ第１制御信号mode０が入力され、セレクタＳ１〜Ｓ４の第２制御端子にはそれぞれ第２制御信号mode１が入力される。セレクタＳ１〜Ｓ４は、第１制御端子と第２制御端子にＬｏｗレベルの信号が入力されたときは第１入力端子に入力された信号を出力し、第１制御端子にＨｉｇｈレベルの信号が入力され第２制御端子とにＬｏｗレベルの信号が入力されたときは第２入力端子に入力された信号を出力し、第１制御端子にＬｏｗレベルの信号が入力され第２制御端子にＨｉｇｈレベルの信号が入力されたときは第３入力端子に入力された信号を出力し、第１制御端子と第２制御端子とにＨｉｇｈレベルの信号が入力されたときは第４入力端子に入力された信号を出力する。
【００４４】
したがって、出力値変換器３が出力するビットデータは図７に示すようになる。第１制御信号mode０、第２制御信号mode１がともに０のときは第一実施形態のグレーコードカウンタ１は１ずつカウントし、第１制御信号mode０が１、第２制御信号mode１が０のときは第一実施形態のグレーコードカウンタ１は１ずつ飛び越してカウントし、第１制御信号mode０が０、第２制御信号mode１が１のときは第一実施形態のグレーコードカウンタ１は３ずつ飛び越してカウントし、第１制御信号mode０、第２制御信号mode１がともに１のときは第一実施形態のグレーコードカウンタ１は７ずつ飛び越してカウントする。
【００４５】
これにより、２M−１（Ｍ＝１〜３）ずつ飛び越しのカウントが可能となり、そのビット遷移数は常に２にすることができる。また、１ずつカウントする動作と２M−１ずつ飛び越してカウントする動作とを切り換えることもできる。
【００４６】
次に、本発明に係る第二実施形態のグレーコードカウンタについて説明する。上述した第一実施形態のグレーコードカウンタは０からしかカウントを開始することができない。ところが、固体撮像装置において、画面の切り取りの動作を可能とするためには、デコーダ型の走査回路が任意のアドレスから任意のアドレスまで走査すること、すなわちランダムアクセスが必要となる。このため、任意のカウント数からカウントを開始でき、任意のカウント数でカウントを終了することができるカウンタが必要となる。
【００４７】
そこで、第二実施形態のグレーコードカウンタは、図８に示すような構成とし、任意のカウント数からカウントを開始でき且つ任意のカウント数でカウントを終了することができるようにする。尚、第二実施形態のグレーコードカウンタも第一実施形態のグレーコードカウンタと同様に５ビット構成とする。また、図８において図１と同一の部分については同一の符号を付し説明を省略する。
【００４８】
カウントを開始する値のグレーコードデータSTART０〜START４が入力値変換器４および初期設定手段７に入力される。入力値変換器４は、カウントを開始する値のグレーコードデータSTART０〜START４を制御信号mode０、mode１に応じて変換してカウント開始データ設定手段５に出力する。カウント開始データ設定手段５は入力値変換器４から送られるビットデータに基づき、グレーコードカウンタ２の初期状態を制御する。
【００４９】
一方、初期設定手段７は、カウントを開始する値のグレーコードデータSTART０〜START４と制御信号mode０、mode１に応じて出力値変換器３’の初期状態を制御する。出力値変換値３’はグレーコードカウンタの出力データＱ０ｐ〜Ｑ４ｐを変換し、グレーコードデータＱ０〜Ｑ４を出力する。
【００５０】
また、カウント終了データ設定手段６は、カウントを終了する値のグレーコードデータSTOP０〜STOP４および出力値変換器３’の出力データＱ０〜Ｑ４に応じてグレーコードカウンタ２に送出するクロック信号を制御する。
【００５１】
次に、図８に示した第２実施形態のグレーコードカウンタの各構成部分の具体的態様について説明する。まず、出力値変換器３’および初期設定手段７について説明する。
【００５２】
ここで、任意の数からカウントを開始する場合における１ずつカウントするときのグレーコード出力データと２M−１ずつ飛び越してカウントするときのグレーコード出力データとの関係について考察する。
【００５３】
２M−１ずつ飛び越してカウントする場合におけるＭ＝１のとき、すなわち、１ずつ飛び越してカウントする場合において、０からカウントを開始して１ずつ飛び越してカウントする場合と、１からカウントを開始して１ずつ飛び越してカウントする場合との２通りに分けて考える。０からカウントを開始する場合の１０進数とグレーコードとの対応図を図１７（ａ）に、１からカウントを開始する場合の１０進数とグレーコードとの対応図を図１７（ｂ）にそれぞれ示す。
【００５４】
図１７（ａ）から明らかなように、カウントを開始する値の１０進カウントが偶数の場合、０からカウントを開始する場合とはカウントを開始する初期値が異なるだけでカウント動作は同じである。また、図１７（ｂ）から明らかなように、カウントを開始する値の１０進カウントが奇数の場合、１からカウントを開始する場合とはカウントを開始する初期値が異なるだけでカウント動作は同じである。
【００５５】
さらに図１７（ａ）および図１７（ｂ）から、カウントを開始する値が偶数であるか奇数であるかに関わらず、１ずつカウントするときのグレーコード出力データと１ずつ飛び越してカウントするときのグレーコード出力データとの間に一定の関係があることが分かる。すなわち、１ずつ飛び越してカウントする場合のグレーコードの０ビット目（最下位ビット）は、カウントを開始する値の０ビット目の値を初期値としてカウントを開始し、その後、カウント値が変わるたびに反転している。また、１ずつ飛び越してカウントする場合のグレーコードの上位４ビット（４ビット目〜１ビット目）に属する（α＋１）ビット目でのカウント値が変わることによる変化パターンは、１ずつカウントする場合のグレーコードの下位４ビット（３ビット目〜０ビット目）に属するαビット目でのカウント値が変わることによる変化パターンと同一である（図２参照）。ただし、Ｍ＝１のときはαは０〜３の整数である。
【００５６】
また、２M−１ずつ飛び越してカウントする場合におけるＭ＝２のとき、すなわち、３ずつ飛び越してカウントする場合において、０からカウントを開始して３ずつ飛び越してカウントする場合と、１からカウントを開始して３ずつ飛び越してカウントする場合と、２からカウントを開始して３ずつ飛び越してカウントする場合と、３からカウントを開始して３ずつ飛び越してカウントする場合との４通りに分けて考える。０からカウントを開始する場合の１０進数とグレーコードとの対応図を図１８（ａ）に、１からカウントを開始する場合の１０進数とグレーコードとの対応図を図１８（ｂ）に、２からカウントを開始する場合の１０進数とグレーコードとの対応図を図１８（ｃ）に、３からカウントを開始する場合の１０進数とグレーコードとの対応図を図１８（ｄ）にそれぞれ示す。
【００５７】
図１８（ａ）から明らかなように、カウントを開始する値の１０進カウントが４の倍数である場合、０からカウントを開始する場合とはカウントを開始する初期値が異なるだけでカウント動作は同じである。また、図１８（ｂ）から明らかなように、カウントを開始する値の１０進カウントが４の倍数に１を足した値である場合、１からカウントを開始する場合とはカウントを開始する初期値が異なるだけでカウント動作は同じである。また、図１８（ｃ）から明らかなように、カウントを開始する値の１０進カウントが４の倍数に２を足した値である場合、２からカウントを開始する場合とはカウントを開始する初期値が異なるだけでカウント動作は同じである。また、図１８（ｄ）から明らかなように、カウントを開始する値の１０進カウントが４の倍数に３を足した値である場合、３からカウントを開始する場合とはカウントを開始する初期値が異なるだけでカウント動作は同じである。
【００５８】
さらに図１８（ａ）〜図１８（ｄ）から、カウントを開始する値に関わらず、１ずつカウントするときのグレーコード出力データと３ずつ飛び越してカウントするときのグレーコード出力データとの間に一定の関係があることが分かる。すなわち、３ずつ飛び越してカウントする場合のグレーコードの０ビット目（最下位ビット）は常にカウントを開始する値の０ビット目の値のままである。また、３ずつ飛び越してカウントする場合のグレーコードの１ビット目は、カウントを開始する値の１ビット目の値を初期値としてカウントを開始し、その後、カウント値が変わるたびに反転している。また、３ずつ飛び越してカウントする場合のグレーコードの上位３ビット（４ビット目〜２ビット目）に属する（α＋２）ビット目でのカウント値が変わることによる変化パターンは、１ずつカウントする場合のグレーコードの下位３ビット（２ビット目〜０ビット目）に属するαビット目でのカウント値が変わることによる変化パターンと同一である（図２参照）。ただし、Ｍ＝２のときはαは０〜２の整数である。
【００５９】
また、２M−１ずつ飛び越してカウントする場合におけるＭ＝３のとき、すなわち、７ずつ飛び越してカウントする場合、８通りに分けることで上述したＭ＝１、２のときと同様に考えることができるので、説明を省略する。
【００６０】
このような関係は、当然のことながらビット数が増えたときにもいえる。すなわち、Ｎビットのグレーコードでは、２M−１ずつ飛び越してカウントする場合のグレーコードの上位（Ｎ−Ｍ）ビットに属する（α＋Ｍ）ビット目でのカウント値が変わることによる変化パターンは、１ずつカウントする場合のグレーコードの下位（Ｎ−Ｍ）ビットに属するαビット目でのカウント値が変わることによる変化パターンと同一である。また、２M−１ずつ飛び越してカウントする場合のグレーコードの（Ｍ−１）ビット目は、カウントを開始する値の（Ｍ−１）ビット目の値を初期値としてカウントを開始し、その後、カウント値が変わるたびに反転している。さらに、（Ｍ−２）ビット目以下があれば、２M−１ずつ飛び越してカウントする場合のグレーコードのβビット目は常にカウントを開始する値のβビット目の値のままである。
【００６１】
従って、出力値変換器３’は、グレーコードカウンタ２から出力されるグレーコードデータの下位（Ｎ−Ｍ）ビットに属するαビット目のビットデータを（α＋Ｍ）ビット目のビットデータとして上位（Ｎ−Ｍ）ビットを出力し、残りの下位Ｍビットのうち（Ｍ−１）ビット目のビットデータをカウントを開始する値の（Ｍ−１）ビット目の値を初期値としてカウントを開始し、その後、カウント値が変わるたびに反転させ、さらに（Ｍ−２）ビット目以下があればグレーコードカウンタ２からカウント開始時に出力されたグレーコードデータの（Ｍ−２）ビット目以下に属するβビット目のビットデータをβビット目のビットデータとして（Ｍ−２）ビット目以下を出力するように動作すればよく、Ｎ＝５のときの具体的態様としては図１５に示す回路構成が挙げられる。
【００６２】
図１５において図６と同一の部分については同一の符号を付し、図６の回路接続と異なる部分のみ説明する。セレクタＳ１の第３入力端子および第４入力端子が共通接続され、カウントを開始する値の０ビット目データSTART０が入力される。また、セレクタＳ２の第４入力端子には、カウントを開始する値の１ビット目データSTART１が入力される。
【００６３】
そして、フリップフロップＦＦ７が出力する反転信号togはカウント動作の種類およびカウントを開始する値によって、初期値が異なる。図１９に出力値変換器３’が出力すべきグレーコードカウンタ１’の出力の値の対応図を示す。１ずつカウントするときは、グレーコード１’の出力ビットデータＱ４ｐ〜Ｑ４ｐをそのまま出力すればよい。したがって、反転信号togの初期値はどのような値でもよい。
【００６４】
そして、１ずつ飛び越してカウントを行うときは、カウントを開始する値の０ビット目START０の値を反転信号togの初期値とすればよい。また、３ずつ飛び越してカウントを行うときは、カウントを開始する値の１ビット目START１の値を反転信号togの初期値とすればよい。また、７ずつ飛び越してカウントを行うときは、カウントを開始する値の２ビット目START２の値を反転信号togの初期値とすればよい。
【００６５】
反転信号togの初期値を上述したように設定するためにフリップフロップＦＦ７にセット信号SETtogおよびリセット信号RESETtogを出力する初期設定手段７の具体的態様を図１６に示す。
【００６６】
セレクタＳ１１の出力端子がＮＡＮＤ回路ＮＡ１７の第１入力端子とインバータ回路ＩＮＶ１１に入力され、インバータ回路ＩＮＶ１１の出力信号がＮＡＮＤ回路ＮＡ１８の第１入力端子に入力される。また、スタート信号STARTがＮＡＮＤ回路ＮＡ１７およびＮＡ１８の第２入力端子に入力される。ＮＡＮＤ回路ＮＡ１７からはセット信号SETtogが出力され、ＮＡＮＤ回路ＮＡ１８からはリセット信号RESETtogが出力される。
【００６７】
初期設定手段７を図１６に示した構成にした場合、フリップフロップＦＦ７を通常動作させたいときは、スタート信号STARTを０にし、セット信号SETtogおよびリセット信号RESETtogを１にするとよい。
【００６８】
また、カウント開始時にはスタート信号STARTを１にする。この場合、セレクタＳ１１の出力信号が１のときには、セット信号SETtogは０になり、リセット信号RESETtogは１になる。セレクタＳ１１の出力信号が０のときには、セット信号SETtogは１になり、リセット信号RESETtogは０になる。これにより、フリップフロップＦＦ７がＱ端子から出力する信号togとセレクタ信号Ｓ１１の出力信号との符号を一致させることができる。
【００６９】
さらに、セレクタＳ１１の第１制御端子には第１制御信号mode０が入力され、セレクタＳ１１の第２制御端子には第２制御信号mode１が入力される。セレクタＳ１１は、第１制御端子と第２制御端子とにＬｏｗレベルの信号が入力されたときは第１入力端子に入力された信号を出力し、第１制御端子にＨｉｇｈレベルの信号が入力され第２制御端子にＬｏｗレベルの信号が入力されたときは第２入力端子に入力された信号を出力し、第１制御端子にＬｏｗレベルの信号が入力され第２制御端子にＨｉｇｈレベルの信号が入力されたときは第３入力端子に入力された信号を出力し、第１制御端子と第２制御端子とにＨｉｇｈレベルの信号が入力されたときは第４入力端子に入力された信号を出力する。尚、セレクタＳ１１の第１入力端子は接地され、第２入力端子にはカウントを開始する値の０ビット目START０のビットデータが入力され、第３入力端子にはカウントを開始する値の１ビット目START１のビットデータが入力され、第４入力端子にはカウントを開始する値の２ビット目START２のビットデータが入力される。
【００７０】
初期設定手段７をこのような構成にすることで、１ずつ飛び越してカウントを行うときは反転信号togの初期値をカウントを開始する値の０ビット目START０のビットデータと同符号にすることができ、３ずつ飛び越してカウントを行うときは反転信号togの初期値をカウントを開始する値の１ビット目START１のビットデータと同符号にすることができ、７ずつ飛び越してカウントを行うときは反転信号togの初期値をカウントを開始する値の２ビット目START２のビットデータと同符号にすることができる。
【００７１】
次に、入力値変換器４について説明する。上述したように２M−１ずつ飛び越してカウントする場合は、出力値変換器３’がグレーコードカウンタ２で１ずつカウントされるグレーコード出力データを２M−１ずつ飛び越してカウントするときのグレーコード出力データに変換する。このため、２M−１ずつ飛び越してカウントする場合は、入力値変換器４がカウントを開始する値のビットデータ（START４〜START０）を１ずつカウントするときのグレーコード出力データに変換してグレーコードカウンタ２側に出力する必要がある。
【００７２】
したがって、入力値変換器４は、カウントを開始する値の上位（Ｎ−Ｍ）ビットに属する（α＋Ｍ）ビット目のデータを出力データの下位（Ｎ−Ｍ）ビットに属するαビット目のデータとし、上位Ｍビットを常に０とするように動作すればよく、Ｎ＝５のときの具体的態様としては図９に示す回路構成が挙げられる。
【００７３】
図９に示す入力値変換器４について説明する。セレクタＳ６の第１入力端子には、カウントを開始する値の０ビット目データSTART０が入力される。セレクタＳ６の第２入力端子およびセレクタＳ７の第１入力端子が共通接続され、カウントを開始する値の１ビット目データSTART１が入力される。セレクタＳ６の第３入力端子、セレクタＳ７の第２入力端子、およびセレクタＳ８の第１入力端子が共通接続され、カウントを開始する値の２ビット目データSTART２が入力される。セレクタＳ６の第４入力端子、セレクタＳ７の第３入力端子、セレクタＳ８の第２入力端子、セレクタＳ９の第１入力端子が共通接続され、カウントを開始する値の３ビット目データSTART３が入力される。セレクタＳ７の第４入力端子、セレクタＳ８の第３入力端子、セレクタＳ９の第２入力端子、およびセレクタＳ１０の第１入力端子が共通接続され、カウントを開始する値の４ビット目データSTART４が入力される。セレクタＳ８の第４入力端子、セレクタＳ９の第３入力端子と第４入力端子、およびセレクタＳ１０の第２入力端子〜第４入力端子が共通接続され、接地されている。
【００７４】
さらに、セレクタＳ６〜Ｓ１０の第１制御端子にはそれぞれ第１制御信号mode０が入力され、セレクタＳ６〜Ｓ１０の第２制御端子にはそれぞれ第２制御信号mode１が入力される。セレクタＳ６〜Ｓ１０は、第１制御端子と第２制御端子とにＬｏｗレベルの信号が入力されたときは第１入力端子に入力された信号を出力し、第１制御端子にＨｉｇｈレベルの信号が入力され第２制御端子にＬｏｗレベルの信号が入力されたときは第２入力端子に入力された信号を出力し、第１制御端子にＬｏｗレベルの信号が入力され第２制御端子にＨｉｇｈレベルの信号が入力されたときは第３入力端子に入力された信号を出力し、第１制御端子と第２制御端子とにＨｉｇｈレベルの信号が入力されたときは第４入力端子に入力された信号を出力する。したがって、入力値変換器４が出力するデータは図２０に示すようになる。
【００７５】
次に、カウント開始データ設定手段５について説明する。カウント開始データ設定手段５の一実施態様の回路ブロック図を図１０に示す。偶奇数判定回路５１は、１０進カウントが偶数のときに０を出力し、１０進カウントが奇数のときに１を出力する。１０進カウントが偶数のときにはグレーコードに含まれる１の数が偶数個であるのに対し、１０進カウントが奇数のときはグレーコードに含まれる１の数が奇数個であるので、偶奇数判定回路５１は図１１に示すような論理回路にするとよい。
【００７６】
エクスクルーシブＯＲ回路Ｅ１がビットデータAFT_START０〜AFT_START２を入力する。また、エクスクルーシブＯＲ回路Ｅ２がビットデータAFT_START３〜AFT_START４を入力する。そして、エクスクルーシブＯＲ回路Ｅ３が、エクスクルーシブＯＲ回路Ｅ１およびＥ２の出力信号を入力し、偶奇信号odd_evenを出力する。
【００７７】
セット・リセット制御回路５2は、偶奇数判定回路５１から出力される偶奇信号odd_evenに基づいてフリップフロップＦＦ６のＸＳ端子、ＸＲ端子に出力する制御信号を作成する。
【００７８】
セット・リセット端子制御回路５２は、フリップフロップＦＦ６のＱ端子の出力信号を０に設定したい場合は、ＸＳ端子に入力するセット信号SETNCKを１にし、ＸＲ端子に入力するリセット信号RESETNCKを０にする。また、フリップフロップＦＦ６のＱ端子の出力信号を１に設定したい場合は、ＸＳ端子に入力するセット信号SETNCKを０にし、ＸＲ端子に入力するリセット信号RESETNCKを１にする。また、フリップフロップＦＦ６を通常動作させたい場合は、ＸＳ端子に入力するセット信号SETNCKを１にし、ＸＲ端子に入力するリセット信号RESETNCKを１にする。
【００７９】
このような動作を行うセット・リセット端子制御回路５２の一実施態様を図１２に示す。偶奇信号odd_evenがＮＡＮＤ回路ＮＡ５の第１入力端子とインバータ回路ＩＮＶ５に入力され、インバータ回路ＩＮＶ５の出力信号がＮＡＮＤ回路ＮＡ６の第１入力端子に入力される。また、スタート信号STARTがＮＡＮＤ回路ＮＡ５およびＮＡ６の第２入力端子に入力される。ＮＡＮＤ回路ＮＡ５からはセット信号SETNCKが出力され、ＮＡＮＤ回路ＮＡ６からはリセット信号RESETNCKが出力される。
【００８０】
セット・リセット端子制御回路５２を図１２に示した構成にした場合、フリップフロップＦＦ６を通常動作させたいときは、スタート信号STARTを０にし、セット信号SETNCKおよびリセット信号ＲSETNCKを１にするとよい。
【００８１】
また、カウント開始時にはスタート信号STARTを１にする。この場合、偶奇信号odd_evenが１のとき（ビットデータAFT_START０〜AFT_START４に対応する１０進カウントが奇数のとき）には、セット信号SETNCKは０になり、リセット信号RESETNCKは１になる。偶奇信号odd_evenが０のとき（ビットデータAFT_START０〜AFT_START４に対応する１０進カウントが偶数のとき）には、セット信号SETNCKは１になり、リセット信号RESETNCKは０になる。これにより、図２３に示すように、ビットデータAFT_START０〜AFT_START４に対応する１０進カウントが奇数のときには、フリップフロップＦＦ６がＱ端子から出力する２分周信号NCKを１にすることができ、ビットデータAFT_START０〜AFT_START４に対応する１０進カウントが偶数のときには、フリップフロップＦＦ６がＱ端子から出力する２分周信号NCKを０にすることができる。
【００８２】
セット・リセット制御回路５３は、ビットデータAFT_START０〜AFT_START４に基づいてフリップフロップＦＦ１〜ＦＦ５のＸＳ端子、ＸＲ端子に出力する制御信号を作成する。
【００８３】
セット・リセット端子制御回路５３の一実施態様を図１３に示す。セット・リセット端子制御回路５３は、セット・リセット端子制御回路５２と同じ構成の回路が５つ設けられている。そして、偶奇信号odd_evenの代わりに、それぞれの回路においてビットデータAFT_START０、AFT_START１、AFT_START２、AFT_START３、AFT_START４が入力される。
【００８４】
これにより、スタート信号STARTを１にすると、グレーコードカウンタ２がビットデータAFT_START０、AFT_START１、AFT_START２、AFT_START３、AFT_START４を出力することになり、スタート信号STARTを０にすると、フリップフロップＦＦ１〜ＦＦ５が通常動作を行うので、グレーコードカウンタ２がカウント動作を行う。
【００８５】
次に、カウント終了データ設定手段６の一実施態様の回路ブロック図を図１４に示す。比較器６１は、カウントを終了する値のグレーコードデータSTOP０〜STOP４と、グレーコードカウンタ１’の出力信号であるＱ０、Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４とを比較して、最下位ビット、１ビット目、２ビット目、３ビット目、最上位ビットのすべてが一致したときに、クロック制御回路６２に対して、クロック信号CKの出力を止めるべき旨の制御信号を送る。これにより、クロック信号CKがグレーコードカウンタ２に供給されなくなり、グレーコードカウンタ１’はカウントを終了する。尚、グレーコードカウンタ１’が２M−１ずつ飛び越してカウントする場合は、カウントを終了する値のグレーコードデータSTOP０〜STOP４をカウントを開始する値と飛び越す数に応じたものにしておく必要がある。例えば、カウントを開始する値の１０進カウントが０で１ずつ飛び越してカウントする場合には、カウントを終了する値を偶数に設定する必要がある。
【００８６】
次に、本発明に係るカメラシステムの一実施形態について図２１を参照して説明する。光学レンズ系１１は、撮影対象である光学実像（図示せず）を取込み、固体撮像装置１２が備える固体撮像素子１５上に結像する。
【００８７】
固体撮像素子１５には１０２４個の光電変換素子１５ａがマトリクス状（３２個×３２個）に配置されている。各々の光電変換素子１５ａには垂直方向選択ライン１５ｂと水平方向選択ライン１５ｃとが１本ずつ接続されている。垂直方向選択ライン１５ｂは垂直方向デコーダ１５ｄによって１ラインが選択され、水平方向選択ライン１５ｃは水平方向デコーダ１５ｅによって１ラインが選択される。
【００８８】
垂直方向デコーダ１５ｄは垂直方向グレーコードカウンタ１５ｆが指定するアドレスを選択し、水平方向デコーダ１５ｅは水平方向グレーコードカウンタ１５ｇが指定するアドレスを選択する。垂直方向選択ライン１５ｂと水平方向選択ライン１５ｃの両方に選択されたアドレスに該当する光電変換素子１５ａの信号が出力回路１５ｈに出力される。
【００８９】
垂直方向グレーコードカウンタ１５ｆが出力するカウント値を固定しておくことで垂直方向のアドレスを固定しておき、水平方向グレーコードカウンタ１５ｇをカウントさせ、水平方向に走査させる。水平方向の走査が終了すれば、垂直方向グレーコードカウンタ１５ｇをカウントさせ、次の水平ラインを走査する。この動作の繰り返しによって、撮像の動作を実現する。なお、垂直方向グレーコードカウンタ１５ｆおよび水平方向グレーコードカウンタ１５ｇは、上述した５ビットの第二実施形態のグレーコードカウンタ１’と同じ構成とする。
【００９０】
垂直方向制御回路１６ａは、カウントを開始する値のグレーコードデータSTART０〜START４、カウントを終了する値のグレーコードデータSTOP０〜STOP４、および制御信号mode０、mode１を垂直方向グレーコードカウンタ１５ｆに出力することで、垂直方向グレーコードカウンタ１５ｆを制御する。水平方向制御回路１６ｂは、カウントを開始する値のグレーコードデータSTART０’〜START４’、カウントを終了する値のグレーコードデータSTOP０’〜STOP４’、および制御信号mode０’、mode１’を水平方向グレーコードカウンタ１５ｇに出力することで、水平方向グレーコードカウンタ１５ｇを制御する。
【００９１】
出力回路１５ｈは、信号電圧を次段の信号処理回路１３に出力する。信号処理回路１３は出力回路１５ｈから出力される信号電圧に基づき、駆動信号を作成し、表示手段１４に出力する。表示手段には２５６個の画素がマトリクス状（１６個×１６個）に配置されている。
【００９２】
このような構成にすることによって、カメラシステム１０に電子ズーム機能を付加することが可能となる。すなわち、通常撮影（電子ズームなし）を行うときには、垂直方向グレーコードカウンタ１５ｆが０からカウントを始め、１ずつ飛び越してカウントし、３０でカウントを終了するようにし、水平方向グレーコードカウンタ１５ｇが０からカウントを始め、１ずつ飛び越してカウントし、３０でカウントを終了するようにする。したがって、固体撮像装置１２は撮像領域内の全領域から２５６個（１６×１６）のデータ信号処理回路１３に出力することとなり、表示手段１４には固体撮像装置１２の撮像領域内の全領域に対応する画像が表示される。これに対して、電子ズームを行うときには、垂直方向グレーコードカウンタ１５ｆが０からカウントを始め、１ずつカウントし、１５でカウントを終了するようにし、水平方向グレーコードカウンタ１５ｇが０からカウントを始め、１ずつカウントし、１５でカウントを終了するようにする。したがって、固体撮像装置１２は撮像領域内の左上１／４領域から２５６個（１６×１６）のデータ信号を処理回路１３に出力することとなり、表示手段１４には固体撮像装置１２の撮像領域内の左上１／４領域に対応する画像が表示される。つまり、カメラシステム１０が電子ズームを行うことで、通常撮影時の画像の左上の部分が４倍にズームされた画像を得ることができる。
【００９３】
また、図２１に示したような構成にすることによって、カメラシステム１０に画像切り取り機能を付加することが可能となる。すなわち、上述した通常撮影（電子ズームなし）において左下１／４領域を切り取りたいときは、垂直方向グレーコードカウンタ１５ｆが１６からカウントを始め、１ずつ飛び越してカウントし、３０でカウントを終了するようにし、水平方向グレーコードカウンタ１５ｇが０からカウントを始め、１ずつ飛び越してカウントし、１４でカウントを終了するようにする。これにより、固体撮像装置１２は撮像領域内の左下領域から６４個（８×８）のデータを信号処理回路１３に出力することとなり、表示手段１４には固体撮像装置１２の撮像領域内の左下１／４領域に対応する画像が表示される。
【００９４】
さらに、表示手段１４の画素数を２５６固（１６×１６）ではなく１０２４個（３２×３２）とし、静止画と動画の両方を撮像するようにしてもよい。このような構成において、静止画を撮像する場合は、すべてのアドレスを走査し、動画を撮像する場合は飛び越して走査を行うとよい。これにより、動画を撮像する場合は制限周波数以下で走査を行うことができ、静止画を撮像する場合は表示手段１４に表示される画像の解像度をよくすることができる。
【００９５】
【発明の効果】
本発明によれば、グレーコードカウンタが、１ずつカウントするグレーコードカウンタと、その１ずつカウントするグレーコードカウンタから出力されるグレーコードデータを２の累乗から１を引いた値ずつ飛び越してカウントする１０進カウントに対応するグレーコードに変換する出力値変換手段とを備えているので、２の累乗から１を引いた値ずつ飛び越してカウントすることができ、そのときのビット遷移数は常に２個となる。これにより、電気的なノイズの発生を抑制しながら飛び越しカウントを行うことが可能となる。
【００９６】
また、本発明によれば、出力値変換手段が１ずつカウントするグレーコードカウンタから出力されるグレーコードデータをそのまま出力するか、１ずつカウントするグレーコードカウンタから出力されるグレーコードデータを２の累乗から１を引いた値ずつ飛び越してカウントする１０進カウントに対応するグレーコードに変換するか、を外部信号に基づいて選択する選択手段を備えているので、飛び越しカウントだけではなく１ずつカウントする動作も行うことができる。これにより、グレーコードカウンタの利用範囲を広げることができる。
【００９７】
また、本発明によれば、１ずつカウントするグレーコードカウンタをＮビットのカウンタとし、２M−１ずつ飛び越してカウントするときは、出力値変換手段が、１ずつカウントするグレーコードカウンタから出力されるグレーコードデータの下位（Ｎ−Ｍ）ビットに属するαビット目のビットデータを（α＋Ｍ）ビット目のビットデータとして上位（Ｎ−Ｍ）ビットを出力し、残りの下位Ｍビットのうち（Ｍ−１）ビット目のビットデータをカウントする毎に反転させ、さらに（Ｍ−２）ビット目以下があれば該（Ｍ−２）ビット目以下のビットデータを常に０とするので、出力値変換手段の論理回路を容易に実現することができる。
【００９８】
また、本発明によれば、グレーコードカウンタが、飛び越してカウントするときはその飛び越す値に応じて、カウントを開始する１０進カウントに対応するグレーコードデータを、１ずつカウントする１０進カウントに対応するグレーコードに変換する入力値変換手段と、その入力値変更手段が出力するグレーコードデータに基づいて前記１ずつカウント行うグレーコードカウンタの初期状態を制御するカウント開始データ設定手段を備えているので、任意の値からのカウントを開始することができる。これにより、グレーコードカウンタの利用範囲を広げることができる。
【００９９】
また、本発明によれば、１ずつカウントするグレーコードカウンタをＮビットのカウンタとし、２M−１ずつ飛び越してカウントするときは、出力変換手段が、１ずつカウントするグレーコードカウンタから出力されるグレーコードデータの下位（Ｎ−Ｍ）ビットに属するαビット目のビットデータを（α＋Ｍ）ビット目のビットデータとして上位（Ｎ−Ｍ）ビットを出力し、残りの下位Ｍビットのうち（Ｍ−１）ビット目のビットデータをカウントする毎に反転させ、さらに（Ｍ−２）ビット目以下があれば前記１ずつカウントするグレーコードカウンタからカウント開始時に出力されたグレーコードデータの（Ｍ−２）ビット目以下に属するβビット目のビットデータをβビット目のビットデータとして（Ｍ−２）ビット目以下を出力するので、任意の値からカウントを開始することができ且つ出力値変換手段の論理回路を容易に実現することができる。
【０１００】
また、本発明によれば、固体撮像装置は、飛び越しカウントが可能で且つそのときのビット遷移数が２個であるグレーコードカウンタを備えているので、電気的ノイズの発生を抑制しながら、電子ズームを行うことができる。また、グレーコードカウンタが飛び越しカウント動作と１ずつのカウント動作のいずれかを選択できる選択手段を有している場合は、動画を撮像するときは飛び越しカウント動作を選択することで制限周波数以下で走査を行うことができ、静止画を撮像するときは１ずつのカウント動作を選択することで解像度をよくすることができ、且つ電気的ノイズの発生を抑制することができる。
【０１０１】
また、本発明によれば、カメラシステムは、飛び越しカウントが可能で且つそのときのビット遷移数が２個であるグレーコードカウンタを有する固体撮像装置を備えているので、電子ズームが行え、光学レンズ系のズーム範囲を狭くしてもカメラシステム全体としてのズーム範囲を確保することができる。これにより、カメラシステムの小型化を図ることができる。
【０１０２】
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る第一実施形態のグレーコードカウンタの構成図である。
【図２】 １０進カウントに対応する５ビットのバイナリーコードおよびグレーコードを示す図である。
【図３】 １ずつ飛び越してカウントする場合の１０進カウントとグレーコードを示す図である。
【図４】 ３ずつ飛び越してカウントする場合の１０進カウントとグレーコードを示す図である。
【図５】 ７ずつ飛び越してカウントする場合の１０進カウントとグレーコードを示す図である。
【図６】 図１のグレーコードカウンタが備える出力値変更器の一実施態様を示す図である。
【図７】 制御信号と図６の出力値変更器の出力ビットとの関係を示す図である。
【図８】 本発明に係る第二実施形態のグレーコードカウンタの構成図である。
【図９】 図８のグレーコードカウンタが備える入力値変更器の一実施態様を示す図である。
【図１０】 図８のグレーコードカウンタが備えるカウント開始データ設定手段の構成図である。
【図１１】 図１０に示した偶奇数判定回路の一実施態様を示す図である。
【図１２】 図１０に示した偶奇数判定回路から信号を入力するセット・リセット端子制御回路の一実施態様を示す図である。
【図１３】 図１０に示した他のセット・リセット端子制御回路の一実施態様を示す図である。
【図１４】 図８のグレーコードカウンタが備えるカウント終了データ設定手段の構成図である。
【図１５】 図８のグレーコードカウンタが備える出力値変更器の一実施態様を示す図である。
【図１６】 図８のグレーコードカウンタが備える初期設定手段の一実施態様を示す図である。
【図１７】 １ずつ飛び越してカウントする場合の１０進カウントとグレーコードを示す図である。
【図１８】 ３ずつ飛び越してカウントする場合の１０進カウントとグレーコードを示す図である。
【図１９】 制御信号と図１５の出力値変更器の出力ビットとの関係を示す図である。
【図２０】 制御信号と図９の入力値変更器の出力ビットとの関係を示す図である。
【図２１】 本発明に係るカメラシステムの構成を示す図である。
【図２２】 １ずつカウントするグレーコードカウンタの論理回路図である。
【図２３】 図２２のグレーコードカウンタの動作を示すタイムチャート図である。
【符号の説明】
１ 第一実施形態のグレーコードカウンタ
１’ 第二実施形態のグレーコードカウンタ
２ １ずつカウントするグレーコードカウンタ
３、３’ 出力値変換器
４ 入力値変換器
５ カウント開始データ設定手段
６ カウント終了データ設定手段
７ 初期設定手段
１０ カメラシステム
１２ 固体撮像装置
Claims (7)
- １ずつカウントするグレーコードカウンタと、
該１ずつカウントするグレーコードカウンタから出力されるグレーコードデータを２の累乗から１を引いた値ずつ飛び越してカウントする１０進カウントに対応するグレーコードに変換する出力値変換手段と、
を備え、
前記１ずつカウントするグレーコードカウンタをＮビットのカウンタとし、
２ M −１ずつ飛び越してカウントするときは、
前記出力値変換手段が、
前記１ずつカウントするグレーコードカウンタから出力されるグレーコードデータの下位（Ｎ−Ｍ）ビットに属するαビット目のビットデータを（α＋Ｍ）ビット目のビットデータとして上位（Ｎ−Ｍ）ビットを出力し、
残りの下位Ｍビットのうち（Ｍ−１）ビット目のビットデータをカウントする毎に反転させ、さらに（Ｍ−２）ビット目以下があれば該（Ｍ−２）ビット目以下のビットデータを常に０とすることを特徴とするグレーコードカウンタ。 - 前記出力値変換手段が、
前記１ずつカウントするグレーコードカウンタから出力されるグレーコードデータをそのまま出力するか、
前記１ずつカウントするグレーコードカウンタから出力されるグレーコードデータを２の累乗から１を引いた値ずつ飛び越してカウントする１０進カウントに対応するグレーコードに変換するか、
を外部信号に基づいて選択する選択手段を備える請求項１に記載のグレーコードカウンタ。 - １ずつカウントするグレーコードカウンタと、
該１ずつカウントするグレーコードカウンタから出力されるグレーコードデータを２の累乗から１を引いた値ずつ飛び越してカウントする１０進カウントに対応するグレーコードに変換する出力値変換手段と、
飛び越してカウントするときはその飛び越す値に応じて、カウントを開始する１０進カウントに対応するグレーコードデータを、１ずつカウントする１０進カウントに対応するグレーコードに変換する入力値変換手段と、
該入力値変更手段が出力するグレーコードデータに基づいて前記１ずつカウント行うグレーコードカウンタの初期状態を制御するカウント開始データ設定手段と、
を備えることを特徴とするグレーコードカウンタ。 - 前記出力値変換手段が、
前記１ずつカウントするグレーコードカウンタから出力されるグレーコードデータをそのまま出力するか、
前記１ずつカウントするグレーコードカウンタから出力されるグレーコードデータを２の累乗から１を引いた値ずつ飛び越してカウントする１０進カウントに対応するグレーコードに変換するか、
を外部信号に基づいて選択する選択手段を備える請求項３に記載のグレーコードカウンタ。 - 前記１ずつカウントするグレーコードカウンタをＮビットのカウンタとし、
２M−１ずつ飛び越してカウントするときは、
前記出力変換手段が、
前記１ずつカウントするグレーコードカウンタから出力されるグレーコードデータの下位（Ｎ−Ｍ）ビットに属するαビット目のビットデータを（α＋Ｍ）ビット目のビットデータとして上位（Ｎ−Ｍ）ビットを出力し、
残りの下位Ｍビットのうち（Ｍ−１）ビット目のビットデータをカウントする毎に反転させ、さらに（Ｍ−２）ビット目以下があれば前記１ずつカウントするグレーコードカウンタからカウント開始時に出力されたグレーコードデータの（Ｍ−２）ビット目以下に属するβビット目のビットデータをβビット目のビットデータとして（Ｍ−２）ビット目以下を出力する請求項３または請求項４に記載のグレーコードカウンタ。 - 請求項１〜５のいずれかに記載のグレーコードカウンタを備えることを特徴とする固体撮像装置。
- 請求項６に記載の固体撮像装置を備えることを特徴とするカメラシステム。
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