JP4110309B2 - Ccd駆動装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はCCD駆動装置に係り、特にCCDエリアセンサやCCDラインセンサなどのCCDを駆動するための駆動パルスを発生するCCD駆動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般にこの種のCCD駆動装置は、大規模集積回路(LSI)として製造され、設計時に駆動するCCDとの組み合わせを考慮して各種の駆動パルスの出力特性などが決定される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
特開平7−46486号公報に記載の従来のCCD駆動装置は、電荷転送CCDを駆動するための駆動パルスの立ち上がりスピードと立ち下がりスピードとを異ならせることにより、最大取扱電荷量の低下を抑制するとともに、電荷転送の転送効率の改善及び高速転送駆動を達成できるようにしているが、前記駆動パルスの立ち上がりスピードや立ち下がりスピードを一旦設定すると、その後、自由に変更することができない。
【0004】
従って、CCDやCCD駆動装置(LSI)をプリント基板に搭載した後、実際にCCDを動作させた状態で駆動パルスの出力特性の最適化を図ることができないという問題がある。
また、CCDを使用したデジタルカメラでは、CCDを駆動する駆動モードとして通常の撮影時の駆動モードの他にムービー用の駆動モード、オートフォーカス用の駆動モードなどを有し、駆動モードにより2種類以上の駆動周波数を有するシステムがあるが、かかるシステムの場合、それぞれの周波数ごとに駆動パルスの出力特性の最適化を図ることができないという問題がある。
【0005】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、CCDを駆動するための複数の駆動パルスの出力特性をそれぞれ可変にし、CCDを動作させた状態で駆動パルスの出力特性を調整可能にし、転送効率の最適化を図ることができ、また、駆動周波数に応じて駆動パルスの出力特性の最適化を図ることができるCCD駆動装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本願の第1の発明に係るCCD駆動装置は、CCDを駆動するための複数のタイミングパルスを発生するタイミングパルス発生回路と、前記複数のタイミングパルスに基づいてそれぞれ所要の駆動パルスを生成し、該駆動パルスを前記CCDの転送電極に出力する複数の駆動回路とを備え、前記各駆動回路は、出力が並列接続され、かつ、独立して動作が可能な複数のバッファと、前記複数のバッファ中の動作するバッファの個数を示す動作バッファ個数の制御を行う制御手段と、を有することを特徴としている。
また、本願の第2の発明に係るCCD駆動装置は、CCDを駆動するための複数のタイミングパルスを発生するタイミングパルス発生回路と、前記複数のタイミングパルスに基づいてそれぞれ所要の駆動パルスを生成し、該駆動パルスを前記CCDの転送電極に出力する複数の駆動回路とを備え、前記各駆動回路は、出力が並列接続され、かつ、独立して動作が可能な複数のバッファと、前記複数のバッファ中の動作するバッファの個数を示す動作バッファ個数の制御を行って、前記駆動パルスのスルーレートの制御を行う制御手段と、を有することを特徴としている。
【0007】
即ち、前記制御手段によって動作バッファ個数を任意に調整でき、これによりCCDを動作させた状態で各駆動パルスの出力特性を相互に調整することができるようにしている。
【0008】
本願の第3の発明は、上記第1、第2の発明に係るCCD駆動装置において、前記駆動回路の、前記制御手段によって制御される動作バッファ個数が接続されるCCDの転送電極に応じた出力波形となるように、前記制御手段によって制御されることを特徴としている。即ち、CCDの転送電極は、その種類によって負荷容量が異なるため、各転送電極に加えられる駆動パルスの出力特性も個別に調整するようにしている。
【0009】
本願の第4の発明は、上記第1から第3の発明に係るCCD駆動装置において、前記タイミングパルス発生回路が転送速度を切り替えるべく周波数の異なるタイミングパルスを切り替え出力し、前記制御手段によって制御される動作バッファ個数は、前記タイミングパルス発生回路から出力されるタイミングパルスの周波数に応じて適切な出力特性が得られるように異ならせることを特徴としている。即ち、駆動周波数に応じて駆動パルスの出力特性の最適化を図ることができるようにしている。
【0010】
本願の第5の発明は、上記第1から第4の発明に係るCCD駆動装置において、前記駆動回路が前記動作バッファ個数を示す情報を記憶する書換え可能な記憶手段を更に有し、前記制御手段は前記記憶手段に記憶された情報に基づいて動作バッファ個数を制御することを特徴としている。
本願の第6の発明は、上記第1から第5の発明に係るCCD駆動装置において、前記タイミングパルス発生回路及び複数の駆動回路が1チップに集積された集積回路によって構成されることを特徴としている。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係るCCD駆動装置の好ましい実施の形態について詳説する。
図1は本発明に係るCCD駆動装置の実施の形態を示すブロック図である。
同図に示すようにCCD駆動装置10は、タイミングパルス発生回路12、駆動回路14、16、インターフェース18等から構成され、1チップのCCD駆動用LSIとして製造されている。
【0012】
タイミングパルス発生回路12は、CCDを駆動するための各種のタイミングパルスを発生させるもので、この実施の形態では2相の水平転送CCD20を駆動するための2相のタイミングパルスPH1、PH2を発生している場合に関して示している。尚、タイミングパルス発生回路12は、例えば基準クロックfをカウントするカウンタと、各種のタイミングパルスのパターンを示す“1" 、“0" を前記カウンタのカウント値をアドレスとして記憶するROMとからなり、このROMからカウンタ値に基づいて“1" 又は“0" を読み出すことによって各種のタイミングパルスを発生させる。
【0013】
駆動回路14は、入力するタイミングパルスPH1に基づいて所要の出力特性(スルーレート)を有する駆動パルスH1を生成し、この駆動パルスH1を水平転送CCD20の一方の転送電極22に出力し、同様に駆動回路16は、入力するタイミングパルスPH2に基づいて所要の出力特性を有する駆動パルスH2を生成し、この駆動パルスH2を水平転送CCD20の他方の転送電極24に出力する。
【0014】
また、これらの駆動回路14及び16は、それぞれシステムコントローラ30からインターフェース18を介して加えられる制御情報に基づいて駆動パルスH1及びH2の出力特性を段階的に切り替えることができるように構成されている。
次に、前記駆動回路14及び16について詳説する。
【0015】
図2は駆動回路14の構成を示すブロック図である。尚、駆動回路16は駆動回路14と同一構成のため、図2では省略されている。
図2に示すように駆動回路14は、複数のトライステートバッファB1 、B2 、…Bn と、制御回路40と、書換え可能なメモリとしてのSRAM42とから構成されている。
【0016】
複数のトライステートバッファB1 、B2 、…Bn は、タイミングパルスPH1に基づいて駆動パルスH1を生成するもので、それぞれ並列に接続されている。制御回路40は、各トライステートバッファB1 、B2 、…Bn の動作/不動作を制御するもので、インターフェース18及び制御回路40を介して予めSRAM42に記憶されたトライステートバッファの個数情報(制御情報)に基づいてその個数情報が示す個数のトライステートバッファだけを動作させる。
【0017】
従って、SRAM42に記憶させるトライステートバッファの個数情報に応じて駆動パルスの出力特性を段階的に切り替えることができる。
次に、駆動パルスH1、H2の調整方法について説明する。
水平転送CCD20の転送電極22と転送電極24とでは負荷容量が異なり、またプリント基板のパターンによる容量も異なるため、駆動パルスH1、H2を調整する際にはCCD駆動装置10(LSI)や水平転送CCD20を有するCCDをプリント基板に搭載した後、実際に水平転送CCD20を動作させる。
【0018】
そして、駆動パルスH1、H2の出力波形をオシロスコープに表示させ、先ず一方の駆動パルスの出力特性(スルーレート)を調整する。この調整は、前述したようにSRAM42に動作させるトライステートバッファの個数情報を書き込み、これにより駆動パルスの出力特性を段階的に切り替えることによって行う。
【0019】
次に、他方の駆動パルスの出力特性の調整は、前記調整した一方の駆動パルスの出力波形を見ながら調整する。即ち、図3に示すように波形が対称で、クロス点が中間位置にくるように調整する。
これにより、2相の駆動パルスH1、H2の出力特性の最適化を図ることができる。尚、上記のようにして調整したときのトライステートバッファの個数情報は、システムの起動時にSRAM42に書き込めるようにする。
【0020】
図4は本発明に係るCCD駆動装置の他の実施の形態を示すブロック図であり、デジタルカメラに適用した場合に関して示している。
同図に示すデジタルカメラは、主としてCCD駆動装置50、システムコントローラ60、撮影レンズ62、CCD64、プリアンプを含むアナログ処理回路66、A/D変換器68、デジタル処理回路70、記録装置72等から構成されている。
【0021】
撮影レンズ62を介してCCD64に蓄積された電荷は、CCD駆動装置50から加えられる各種の駆動パルスに基づいて転送され、信号電荷に応じた電圧信号(画像信号)として順次読み出される。CCD64から出力された画像信号は、プリアンプ、CDS回路等を含むアナログ処理回路66に加えられ、ここで処理された画像信号は、A/D変換器68でR、G、Bのデジタル信号に変換されてデジタル処理回路70に加えられる。
【0022】
デジタル処理回路70は、ガンマ補正回路、YC信号作成回路等を含み、前記R,G,Bのデジタル信号のガンマ補正、R、G、B信号のYC信号(輝度信号Yとクロマ信号C)への変換等の処理を行い、YC信号をフレームメモリに格納する。記録装置72はフレームメモリに格納されたYC信号を所定の形式に圧縮し、これをカメラに着脱自在なメモリカードに記録する。
【0023】
このデジタルカメラは、CCDを駆動する駆動モードとして通常の撮影時の駆動モードの他にムービー用の駆動モード、オートフォーカス用の駆動モードなどを有し、駆動モードにより2種類の基準クロックf1 、f2 を切り替え、CCD64の読み出し速度を切り替えることができるようになっている。
CCD駆動装置50は、タイミングパルス発生回路51、駆動回路52、53、54…、インターフェース55、切替えスイッチ56等から構成されている。
【0024】
システムコントローラ60は、図示しないレリーズスイッチ等からの信号入力に基づいてカメラの各回路を統括制御するとともに、CCD駆動装置50を制御するもので、駆動モードに応じて基準クロックf1 とf2 とを切り替える指令信号をインターフェース55を介して切替えスイッチ56に出力し、駆動モードに応じた周波数の基準クロックをタイミングパルス発生回路51に加える。
【0025】
タイミングパルス発生回路51は前述したタイミングパルス発生回路12と同様に基準クロックをカウントし、そのカウント値に基づいて各種のタイミングパルスを発生するように構成されており、基準クロックの周波数が変化すると、各種のタイミングパルスの周波数も変化する。尚、この実施の形態では、各種のタイミングパルスの周波数を変化させるために基準クロックの周波数を変化させるようにしたが、これに限らず、周波数の異なるタイミングパルスを発生させるためのパターンが記憶されたROMを準備し、駆動モードに応じて使用するパターンを切り替えてタイミングパルスの周波数を変化させるようにしてもよい。
【0026】
駆動回路52、53、54、…は、タイミングパルス発生回路51から入力する各タイミングパルスに基づいてそれぞれ所要の出力特性を有する駆動パルスを生成し、これらの駆動パルスをCCD64に出力する。
駆動回路52及び53は、CCD64の水平転送CCDを駆動するための2相の駆動パルスH1、H2を出力するもので、それぞれ図2に示した駆動回路14と同様に構成され、各駆動パルスH1、H2の出力特性を調整できるようになっている。更に、駆動回路52及び53は、タイミングパルス発生回路51から出力されるタイミングパルスの周波数が駆動モードに応じて切り替えられると、そのタイミングパルスの周波数に対して最適な出力特性となるように調整された駆動パルスを出力する。この駆動パルスの出力特性の調整も、図2で説明したように行うことができ、この場合には、周波数に応じた個数情報がSRAMに記憶され、周波数(駆動モード)に応じて異なる個数情報が使用されることになる。即ち、駆動回路52及び53は、駆動パルスの周波数に応じて出力特性が最適化された駆動パルスを出力することができる。
【0027】
尚、駆動パルスH1、H2以外のパルスを出力する駆動回路54等も出力パルスの特性を調整できるように構成してもよい。次に、図2に示したSRAM42に駆動パルスの出力特性を調整するための情報(個数情報)をロードする方法について説明する。駆動パルスの調整時に決定した、各駆動回路のSRAM42に格納する駆動パルスの出力特性を調整する情報(この実施の形態では個数情報)は、図1のシステムコントローラ30や図4のシステムコントローラ60のプログラムと同じROMに格納し、このROMに格納した情報をシステムの起動時に各駆動回路のSRAM42にロードする。
【0028】
尚、この実施の形態では、トライスタートバッファの動作個数を設定することにより駆動パルスの出力特性を段階的に調整するようにしたが、これに限らず、例えば他の回路素子の選択/切替え等により駆動回路の出力抵抗、スルーレートなどを段階的に変化させるようにしてもよい。また、この実施の形態では、水平転送CCDを駆動する2相の駆動パルスの出力特性を調整するようにしたが、これに限らず、水平転送CCDを駆動する3相又は4相の駆動パルスや、垂直転送CCDを駆動する駆動パルスの出力特性を調整するようにしてもよい。
【0029】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、CCDを駆動するための複数の駆動パルスの出力特性をそれぞれ段階的に可変にし、CCDを動作させた状態で駆動パルスの出力特性を調整できるようにしたため、転送電極の負荷容量やプリント基板のパターンによる容量等を加味した駆動パルスの出力特性の調整ができ、これにより転送効率の最適化を図ることができる。また、駆動パルスとして2以上の周波数に切替えが行われるシステムの場合に、SN比を優先させるか、読み出し速度を優先させるか等、各周波数ごとに駆動パルスの出力特性を変えて最適化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るCCD駆動装置の実施の形態を示すブロック図
【図2】図1に示した駆動回路の構成を示すブロック図
【図3】2相の水平転送CCDを駆動するための2相の駆動パルスの波形図
【図4】本発明に係るCCD駆動装置の他の実施の形態を示すブロック図
【符号の説明】
10、50…CCD駆動装置、12、51…タイミングパルス発生回路、14、16、52、53、54…駆動回路、18、55…インターフェース、20…水平転送CCD、22、24…転送電極、30、60…システムコントローラ、64…CCD
Claims (6)
- CCDを駆動するための複数のタイミングパルスを発生するタイミングパルス発生回路と、
前記複数のタイミングパルスに基づいてそれぞれ所要の駆動パルスを生成し、該駆動パルスを前記CCDの転送電極に出力する複数の駆動回路とを備え、
前記各駆動回路は、出力が並列接続され、かつ、独立して動作が可能な複数のバッファと、前記複数のバッファ中の動作するバッファの個数を示す動作バッファ個数の制御を行う制御手段と、を有することを特徴とするCCD駆動装置。 - CCDを駆動するための複数のタイミングパルスを発生するタイミングパルス発生回路と、
前記複数のタイミングパルスに基づいてそれぞれ所要の駆動パルスを生成し、該駆動パルスを前記CCDの転送電極に出力する複数の駆動回路とを備え、
前記各駆動回路は、出力が並列接続され、かつ、独立して動作が可能な複数のバッファと、前記複数のバッファ中の動作するバッファの個数を示す動作バッファ個数の制御を行って、前記駆動パルスのスルーレートの制御を行う制御手段と、を有することを特徴とするCCD駆動装置。 - 前記駆動回路の、前記制御手段によって制御される動作バッファ個数は、接続されるCCDの転送電極に応じた出力波形となるように、前記制御手段によって制御されることを特徴とする請求項1又は2記載のCCD駆動装置。
- 前記タイミングパルス発生回路は転送速度を切り替えるべく周波数の異なるタイミングパルスを切り替え出力し、前記制御手段によって制御される動作バッファ個数は、前記タイミングパルス発生回路から出力されるタイミングパルスの周波数に応じて適切な出力特性が得られるように異ならせることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項記載のCCD駆動装置。
- 前記駆動回路は、前記動作バッファ個数を示す情報を記憶する書換え可能な記憶手段を更に有し、前記制御手段は前記記憶手段に記憶された情報に基づいて動作バッファ個数を制御することを特徴とする請求項1から4のいずれか1項記載のCCD駆動装置。
- 前記タイミングパルス発生回路及び複数の駆動回路は、1チップに集積された集積回路によって構成されることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項記載のCCD駆動装置。
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