JP4223702B2 - Imaging device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はデジタルスチルカメラなどの撮像装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、デジタルスチルカメラにおいては、音声記録や音楽再生を行う機能、パーソナルコンピュータとの通信(主にUSBによる通信)を行う機能、NTSC方式のみならずPAL方式のビデオ出力への対応などの機能が基本的な機能として搭載されている。これらの機能に対して、これらを実現するICは、基本的にはそれぞれ発振子乃至発振器を取り付ける必要がある。
【0003】
また、これまではビデオエンコーダで使用する周波数を分周して、固体撮像素子としてのCCDを駆動するタイミングジェネレータの基本クロックとする場合が多かったが、画素数の増加やオートフォーカスの高速化のために、DSP(Digital Signal Processor)側とは独立したCCD駆動用及び信号処理用の発振子乃至発振器を持つようになってきている。
【0004】
ビデオエンコーダ部は、DSP内にPLL回路を持ち、NTSC方式、PAL方式の基本波を1つの発振子で実現できるようになっているものが多くなってきた。また、ビデオエンコーダ部からのクロックを逓倍してCPUの源信とすることも多い。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記デジタルスチルカメラでは、上記機能を実現するためには、3個乃至4個の発振子乃至発振器が必要になる場合が多い。これは、コスト的に高くなってしまうし、実装面積も増大し、小型化が進む現状においては、そのことが致命的になってしまうことも考えられる。
【0006】
本発明は、小型化、コストの削減及び低消費電力化を達成することができ、ユーザの意思でモニタリングのフレームの更新レートを決定できる撮像装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1に係る発明は、被写体を撮像するための固体撮像素子と、この固体撮像素子を駆動するためのタイミングジェネレータと、前記固体撮像素子からの信号のサンプルホールド及びA/D変換を行う手段と、この手段からの信号を処理して出力するDSPと、このDSPで処理されたデータを一旦保存するためのメモリと、前記DSPで必要とされる所定周波数のクロックを生成するクロックジェネレータとを有し、前記クロックジェネレータは、前記タイミングジェネレータの発振源を持ち、この発振源の周波数のクロックを前記タイミングジェネレータへ出力し、且つ、前記タイミングジェネレータへ出力するクロックの周波数を変えられる構成であって、ユーザによって設定されたモニタリング時のフレームの更新スピードによって前記クロックジェネレータから前記タイミングジェネレータへのクロックの周波数を変えるものである。
【0012】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の一実施形態を示す。この実施形態は、撮像装置としてのデジタルスチルカメラの一形態である。被写体から撮像レンズを介して固体撮像素子としてのCCD1で受光した光は、CCD1により光電変換されてサンプリング(CDS)・アナログ/デジタル(A/D)変換部2に送られる。CDS・A/D変換部2は、CCD1の出力信号を相関2重サンプリングによってノイズ成分を除去しながらサンプリングし、逐次10ビットのデータにA/D変換してDSP3へ送る。
【0013】
DSP3は、CDS・A/D変換部2から送られてきた信号の補間、アパーチャ強調、ホワイトバランス処理などの処理を行い、更に輝度信号Y及び色差信号Cb、Crに変換してメモリとしてのフレームバッファ4に一時的に保存する。この動作がモニタリング中繰返されると共に、フレームバッファ4に蓄えられたデータが逐次DSP3内のビデオエンコーダ5に読み出されてビデオエンコーダ5によりビデオ信号に変換された後に外部のテレビジョン受像機等の表示装置6に出力される。
【0014】
CCD1は、タイミングジェネレータ(TG)7からCCD1へ出力される水平駆動パルスと、垂直ドライバー(VDr)8からCCD1へ出力される垂直駆動パルスと電子シャッタパルスとにより駆動される。制御手段としてのCPU9は電子シャッタパルスによりタイミングジェネレータ7やCDS・A/D変換部2、クロックジェネレータ10を制御し、タイミングジェネレータ7はVDr8へCCD1の垂直駆動パルスを出力するとともにCDS・A/D変換部2へクロックを出力する。
【0015】
タイミングジェネレータ7の源信はクロックジェネレータ10から出力されるCCD駆動用パルスであり、このCCD駆動用パルスはタイミングジェネレータ7内の分周器7aで分周されてDSP3に送られる。一方、DSP3は、タイミングジェネレータ7からのCCD駆動用パルスをカウントするカウンタが内蔵されており、このカウンタのカウント数が所定のカウント数に達した際に、タイミングジェネレータ7に対して水平リセット信号、垂直リセット信号等を出力する。
【0016】
ここで、CCD駆動用パルスはクロックジェネレータ10から出力されるが、これはクロックジェネレータ10に取りつけられたCCD駆動用水晶発振子11の発振周波数のクロックを分周する回路をクロックジェネレータ10の内部に比較的簡単に内蔵できるからである。このようにCCD駆動用パルスを分周することにより、モニタリングの低消費電力化などが可能になる。
【0017】
この実施形態では、クロックジェネレータ10は、源信(CCD駆動用水晶発振子11を用いた水晶発振回路で発生したクロック)と、これを分周器で2分周したクロックとをCCD駆動用パルス1、2として選択的に出力する。もちろん、CCD駆動用水晶発振子11を用いた水晶発振回路で発生したクロックを分周する分周器は、複数段用意してもよいが、ここでは説明の簡略化と、CCD駆動用パルスを遅くすれば(低周波数化すれば)するほどモニタリングのフレームの更新スピードも遅くなってしまうことから、現実性を考えてクロックを2分周する分周器とした。
【0018】
実際にCCD駆動用パルスを分周することによって得られる低消費電力化の効果として顕著なものは、タイミングジェネレータ7の内部のロジック系の低消費電力化、CCD1の水平、垂直駆動出力用バッファの低消費電力化であり、およそCCD駆動用パルスを2分周する場合であれば消費電力が半分になるというようにCCD駆動用パルスを分周する分周器の分周比に比例する。この他、上述のブロック(ロジック系、CCD1の水平、垂直駆動出力用バッファ)ほどの効果はないものの、CDS・A/D変換部2の消費電力も減少する。
【0019】
以上は、記録時(モニタリング時)の動作であるが、記録した画像を再生するような場合には、クロックジェネレータ10がCPU9からの制御信号によりCCD駆動用水晶発振子11の発振を完全に停止させ、これにより、クロックジェネレータ10の出力バッファ、CCD駆動用水晶発振子11を用いた水晶発振回路、タイミングジェネレータ7の分周器、DSP3の画像処理ブロックの消費電力を限りなく0にすることができる。クロックジェネレータ10のCCD駆動用パルスの周波数選択、出力停止、CCD駆動用水晶発振子11を用いた水晶発振回路の発振停止はCPU9によるクロックジェネレータ10の制御によって行われる。
【0020】
一方、クロックジェネレータ10は、内部のPLL回路にてUSB用のクロック、音声用のサンプリングクロックをCCD駆動用水晶発振子11を用いた水晶発振回路からのクロックに基づいて生成してDSP3へ出力する。もちろん、クロックジェネレータ10はCPU用のクロックやビデオエンコーダ用(DSP用)クロックを生成することも可能ではあるが、CPU9はクロックジェネレータ10の出力を制御しなければならない構成にしていることと、ビデオエンコーダ用クロックは高い精度が要求されるということと、クロックジェネレータ10は全てのクロックを生成するとピン数が多くなり出力を制御するための制御線が多くなってしまうことなどの理由で、CPU9にはCPU用水晶発振子12が取り付けられ、DSP3にはDSP用水晶発振子13が取りつけられている。
【0021】
DSP3は、USBドライバー14を介してパーソナルコンピュータと画像データ、音声データのやりとりを行う。CODEC15はA/D変換・D/A変換の機能を持つ。音声データの録再は、CPU9とCODEC15間で行われ、そのデータをパーソナルコンピュータで再生する場合はUSBドライバー14を経由して音声データとしてパーソナルコンピュータに送るか、カード等のメディアを使ってパーソナルコンピュータに移すことになる。
【0022】
クロックジェネレータ10においてPLL回路によって生成するUSB用のクロック、音声用のサンプリングクロックは、限られた場合にのみ使用される可能性があるクロックであるという特徴がある。そこで、クロックジェネレータ10においてUSB用のクロック、音声用のサンプリングクロックを生成するPLL回路は、CPU9からの制御信号でオン/オフされる。このため、カメラはバージョンによってはUSB機能無し、音声機能無しという場合も想定されるので、そのような場合でもフルスペックのカメラから低コストのカメラまで基板を共通化することで、無駄になるスペースを最小限に抑えるということが可能になる。
【0023】
このように、本実施形態では、クロックジェネレータ10は、タイミングジェネレータ7の発振源としてのCCD駆動用水晶発振子11を持ち、このCCD駆動用水晶発振子11の周波数のクロックをタイミングジェネレータ7へ出力し、且つ、タイミングジェネレータ7へ出力するクロックの周波数を変えられる構成としたので、小型化及びコストの削減を達成することができ、CCD1の駆動周波数を変えることで低消費電力化を達成することができ、更にはカメラのバージョン変更などにもフレキシブルに対応できる。
【0024】
また、本実施形態では、CPU9は、モニタリング状態ではクロックジェネレータ10からタイミングジェネレータ7へのクロック(CCD駆動用パルス)が低い周波数に保たれ、記録動作を開始する際には第1レリーズ信号によりクロックジェネレータ10からタイミングジェネレータ7へのクロック(CCD駆動用パルス)の周波数が高い周波数となるようにクロックジェネレータ10を制御する。
【0025】
このため、通常使用状態ではモニタリング動作での低消費電力化を図ることができるとともに、スピードが求められる記録の際には第1レリーズ信号によりCCD1の駆動周波数を速くしてオートフォーカスにかかる時間を極力短くすることで、ユーザがCCD1の駆動周波数の設定を気にすることなくレリーズタイムラグを少なくすることができる。
【0026】
また、本実施形態では、CPU9は、被写体の明るさを検出する検出手段の検出結果に基づいて、被写体が暗い時には優先的にクロックジェネレータ10からタイミングジェネレータ7へ低い周波数のクロック(CCD駆動用パルス)が出力され、被写体が比較的明るい時には優先的にクロックジェネレータ10からタイミングジェネレータ7へ高い周波数のクロック(CCD駆動用パルス)が出力されるようにクロックジェネレータ10を制御する。
【0027】
このため、被写体が暗い場合でもCCD1の蓄積時間を長くすることで、測距装置にて有効な測距情報を得ることができるとともに、被写体が明るく、通常のフレームレートでも十分に有効な測距情報が測距装置で得られる場合には自動的にCCD1の駆動周波数を高い周波数に切り換えることで、実際に記録する時のタイムラグを少なくすることができると共に、ユーザの意識しないところで低消費電力を実現できる。
【0028】
また、本実施形態では、ユーザがモニタリングのフレームの更新スピードを任意に設定する操作部を有し、CPU9は、その操作部からの入力信号によりクロックジェネレータ10を制御してクロックジェネレータ10からタイミングジェネレータ7へのクロック(CCD駆動用パルス)の周波数を変える。このため、ユーザは、どうしてもモニタリングのフレームの更新スピードが遅くて気になるような場合にユーザの意思でモニタリングのフレームの更新スピードを任意に決定することができる。
【0029】
また、本実施形態では、CPU9は、動画記録の際には、モニタリングのフレームの更新スピードの設定値によらず、一定のフレームレートでデータがメモリ4に記録されるようにクロックジェネレータ10を制御してクロックジェネレータ10からタイミングジェネレータ7へのクロック(CCD駆動用パルス)の周波数を切り換える。このため、一定の品質をユーザに提供することが可能になる。
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、例えばデジタルビデオカメラに適用することも可能である。
【0030】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、小型化、コストの削減及び低消費電力化を達成することができ、ユーザの意思でモニタリングのフレームの更新スピードを任意に決定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 CCD
2 CDS・A/D変換部
3 DSP
4 フレームバッファ
5 ビデオエンコーダ
7 タイミングジェネレータ
8 VDr
9 CPU
10 クロックジェネレータ
11 CCD駆動用水晶発振子
12 CPU用水晶発振子
13 DSP用水晶発振子[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an imaging apparatus such as a digital still camera.
[0002]
[Prior art]
In recent years, digital still cameras have functions such as voice recording and music playback, communication with a personal computer (mainly USB communication), and support for video output in the PAL format as well as the NTSC format. It is installed as a basic function. For these functions, an IC that realizes these functions basically needs to be fitted with an oscillator or an oscillator.
[0003]
In the past, the frequency used by video encoders was often divided into the basic clock of the timing generator that drives the CCD as a solid-state image sensor, but this has increased the number of pixels and increased autofocus speed. Therefore, it has come to have an oscillator or an oscillator for CCD driving and signal processing independent of the DSP (Digital Signal Processor) side.
[0004]
Many video encoder units have a PLL circuit in a DSP, and are capable of realizing NTSC and PAL fundamental waves with a single oscillator. In many cases, the clock from the video encoder unit is multiplied to be the source signal of the CPU.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The digital still camera often requires three to four oscillators or oscillators to realize the above functions. This increases the cost, increases the mounting area, and can be fatal in the current situation of downsizing.
[0006]
The present invention aims to provide a compact, Ki out to achieve reduction and power consumption costs, the imaging apparatus can determine the update rate monitoring frame in making the user.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention according to
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. This embodiment is a form of a digital still camera as an imaging apparatus. Light received by the
[0013]
The DSP 3 performs processing such as interpolation, aperture enhancement, and white balance processing of the signal sent from the CDS / A /
[0014]
The
[0015]
The source signal of the
[0016]
Here, the CCD driving pulse is output from the
[0017]
In this embodiment, the
[0018]
The remarkable effects of low power consumption obtained by actually dividing the CCD drive pulse are the low power consumption of the logic system inside the
[0019]
The above is the operation at the time of recording (monitoring). When the recorded image is reproduced, the
[0020]
On the other hand, the
[0021]
The
[0022]
The USB clock and the audio sampling clock generated by the PLL circuit in the
[0023]
As described above, in this embodiment, the
[0024]
In this embodiment, the CPU 9 keeps the clock (CCD driving pulse) from the
[0025]
For this reason, in the normal use state, it is possible to reduce the power consumption in the monitoring operation, and at the time of recording where the speed is required, the drive frequency of the
[0026]
In this embodiment, the CPU 9 preferentially sends a low-frequency clock (CCD driving pulse) from the
[0027]
For this reason, even when the subject is dark, by increasing the accumulation time of the
[0028]
In the present embodiment, the user has an operation unit for arbitrarily setting the updating speed of the monitoring frame, and the CPU 9 controls the
[0029]
In the present embodiment, the CPU 9 controls the
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be applied to, for example, a digital video camera.
[0030]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention , downsizing, cost reduction, and low power consumption can be achieved , and the monitoring frame update speed can be arbitrarily determined by the user.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 CCD
2 CDS / A /
4
9 CPU
DESCRIPTION OF
Claims (1)
この固体撮像素子を駆動するためのタイミングジェネレータと、
前記固体撮像素子からの信号のサンプルホールド及びA/D変換を行う手段と、
この手段からの信号を処理して出力するDSPと、
このDSPで処理されたデータを一旦保存するためのメモリと、
前記DSPで必要とされる所定周波数のクロックを生成するクロックジェネレータとを有し、
前記クロックジェネレータは、前記タイミングジェネレータの発振源を持ち、この発振源の周波数のクロックを前記タイミングジェネレータへ出力し、且つ、前記タイミングジェネレータへ出力するクロックの周波数を変えられる構成であって、
ユーザによって設定されたモニタリング時のフレームの更新スピードによって前記クロックジェネレータから前記タイミングジェネレータへのクロックの周波数を変えることを特徴とする撮像装置。A solid-state imaging device for imaging a subject;
A timing generator for driving the solid-state imaging device;
Means for performing sample hold and A / D conversion of a signal from the solid-state imaging device;
A DSP that processes and outputs signals from this means;
A memory for temporarily storing data processed by the DSP;
A clock generator that generates a clock having a predetermined frequency required by the DSP;
The clock generator has an oscillation source of the timing generator, outputs a clock having a frequency of the oscillation source to the timing generator, and can change a frequency of the clock to be output to the timing generator,
An imaging apparatus, wherein a frequency of a clock from the clock generator to the timing generator is changed according to a frame update speed during monitoring set by a user .
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