JP4367972B2 - Charge storage control correction circuit and linear sensor chip - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、固体撮像装置(CCD:Charge Coupled Device)の電荷蓄積制御に適用して好適な電荷蓄積制御補正回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、CCDに対する電荷蓄積、または転送の駆動に必要なパルス信号を発生させるタイミング発生回路があった。このタイミング発生回路は、例えば、読み出しゲートROGパルスやCCDアナログシフトレジスタパルス(2相駆動方式)の各種パルス信号を所定のタイミングで発生させる回路である。
【0003】
図8に、従来のタイミング発生回路におけるCCDリニアセンサからの信号読み出し動作のタイミングチャートを示す。図8において、CKはクロック、INTGは蓄積制御のための制御信号、ROGはCCDリニアセンサからの読み出し用の信号でクロックCKと制御信号INTGを基に生成される。
【0004】
図8において、制御信号INTGがハイレベルのときが2クロック分の場合のCCDリニアセンサからの信号読み出し動作を示す。制御信号INTGは2クロック分のハイレベルの入力蓄積時間20の後にローレベルとなる。読み出し信号ROGは、制御信号INTGと共に2クロック分ハイレベルで、制御信号INTGがローレベルとなったときに、ハイレベルから1クロック分ローレベル、そして1クロック分ハイレベルになる。この読み出し信号ROGの1クロック分ローレベルと1クロック分ハイレベルの時間がCCDでの蓄積動作時間21であり、蓄積及び読み出しを完了する。その後、読み出し信号ROGは、8クロック分ローレベルとなってからハイレベルに戻る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のタイミング発生回路では、CCDなどに対して電荷蓄積制御を行う場合、ある時間未満の蓄積命令がCCDに入力されると、CCDが誤動作をする場合がある。つまり、CCD等で正常な信号読み出しの動作をするために、最短のクロック周期の2倍以上の時間のパルスが必要となる。図8において、制御信号INTGの入力蓄積時間20が2クロック分のハイレベルの場合には、読み出し信号ROGのCCDでの蓄積動作時間21のようにCCDが正常に蓄積及び読み出しの動作をするが、制御信号INTGの入力蓄積時間20が2クロック以下の1クロックの場合には、読み出し信号ROGを正常に生成することができなくなるため、CCDから信号電荷が正しく読み出されなくなるという不都合があった。
【0006】
このようなCCDを使う場合には、システムとして、CCDの受光部が受光する光量に応じて外部のマイクロコントローラ(以下、マイコン)からの蓄積命令で蓄積時間を自由にコントロールするようにすることにより、光量が大きな場合には、制御信号INTGの入力蓄積時間20が2クロック以下の蓄積命令が入らないようにマイコンの制御をする必要があり、また、光量がある設定値を超えないように、CCDの受光部の前段に設けられる光学系を設定する必要があるという不都合があった。
【0007】
本発明はこのような点を考慮し、外部からの設定が必要なく、光量が大きな場合でもCCDが正常に動作するような制御信号を供給する電荷蓄積制御補正回路を提供することを目的とするものである。
【0008】
上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明の電化蓄積制御補正回路は、制御信号及び基準クロックに基づいて生成され、電荷蓄積部に対して、電荷蓄積及び蓄積された電荷の取り出しを行うための出力制御信号を供給する電荷蓄積制御補正回路であって、制御信号と前記基準クロックが入力され中間制御信号を生成するラッチと、制御信号と中間制御信号が入力され、所定クロック幅の出力制御信号を出力する論理演算回路を、備えている。そして、制御信号が電荷蓄積部における電荷蓄積及び電荷取り出しの動作をするために必要な時間未満のときに、電荷蓄積部が正常に電荷蓄積及び電荷取り出しの動作をするための最短の時間に前記制御信号を伸長した前記出力制御信号を出力することを特徴としている。
また、本発明のリニアセンサチップは、少なくとも上述したような電荷蓄積制御補正回路をチップ上に設けたリニアセンサチップである。
【0009】
このようなこの発明の電荷蓄積制御補正回路によれば以下の作用をする。
この発明の電荷蓄積制御補正回路は、制御信号及び基準クロックに関して生成される出力制御信号により動作する電荷蓄積部に対して、前記基準クロック及び電荷を蓄積させて蓄積された電荷を取り出すための出力制御信号を供給する動作をする。ラッチは、前記制御信号と前記基準クロックが入力されると共に、前記制御信号と前記基準クロックが入力され中間制御信号を生成する。論理演算回路は、前記制御信号と前記中間制御信号が入力され、所定クロックの出力制御信号を出力する。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の一実施の形態について説明する。
まず、図7を参照しながら、本実施の形態の電荷蓄積制御補正回路を適用するCCDリニアセンサの駆動回路系について説明する。図7において、CCDリニアセンサの駆動回路系は、CCDに対する電荷蓄積、または転送の駆動に必要な制御信号を発生させる駆動回路12と、制御信号がCCDにおける電荷蓄積および電荷取り出しの動作をするために必要な時間未満のときに、CCDが正常に電荷蓄積および電荷取り出しの動作をするための最短の時間に制御信号を補正する電荷蓄積制御補正回路13と、補正された出力制御信号により電荷蓄積および電荷取り出しの動作をするCCDリニアセンサ14とを有する。
【0011】
この駆動回路12は、例えば、垂直4相、水平2相のクロックパルス、フィールド駆動方式のフィールドシフトパルスなどの各種パルス信号を所定のタイミングで発生させる回路である。電荷蓄積制御補正回路13は、駆動回路12から供給される各種タイミングパルス信号を補正するが、本実施の形態では、これら各種タイミングパルス信号を代表して制御信号がCCDにおける電荷蓄積および電荷取り出しの動作をするために必要な時間未満のときに、制御信号をCCDが正常に電荷蓄積および電荷取り出しの動作をするための最短の時間に補正する例を示す。CCDリニアセンサ14は、光を受光して電荷蓄積をしてリニアな特性で電気信号に変換する。CCDリニアセンサ14は、電荷蓄積および電荷取り出しの動作をするために、その構造と駆動方式に依存して、2クロック分、または4クロック分の出力制御信号を必要とする。例えば、CCDリニアセンサ14は、2相のクロックパルスφ1/φ2により動作するCCDアナログシフトレジスタと、読み出し信号ROGパルスにより動作するROGゲートと、リニアに配置されたセンサ列と、CCDアナログシフトレジスタの出力を蓄積するバッファを有する。そして、制御信号INTGが立ち上がってから2クロック(または4クロック)で蓄積動作を開始し、また制御信号INTGが立ち下がってから2クロック(または4クロック)で蓄積動作を終了する読み出し信号ROG(出力制御信号INTG’)が供給される。
【0012】
このようなCCDリニアセンサの駆動回路系に適用される本実施の形態の電荷蓄積制御補正回路について、以下に詳細に説明する。
まず、図1に、電荷蓄積および電荷取り出しの動作をするために、2クロック分の制御信号を出力する電荷蓄積制御補正回路について説明する。
図1において、本実施の形態の電荷蓄積制御補正回路は、制御信号INTGが供給される制御信号入力端子1と、クロックCK1が供給されるクロック端子2と、クロックCK1により制御信号INTGを保持して出力端子Qから出力信号Q1を出力するラッチ3と、クロックCK1により出力信号Q1を保持して出力端子XQから反転出力信号XQ2を出力するラッチ4と、出力信号Q1と反転出力信号XQ2との論理和をとってアンド出力A1を出力するアンドゲート5と、制御信号INTGとアンド出力A1との論理積をとってオア出力O1を出力するオアゲート6と、クロックCK1によりオア出力O1を保持して出力端子Qから出力制御信号INTG’を出力するラッチ8とを有する。
【0013】
次に、本実施の形態の電荷蓄積制御補正回路の接続関係を説明する。制御信号入力端子1はラッチ3の入力端子Dと接続され、クロック端子2はラッチ3のクロック端子CKと接続される。ラッチ3の出力端子Qはラッチ4の入力端子Dと接続され、クロック端子2はラッチ4のクロック端子CKと接続される。ラッチ4の反転出力端子XQはアンドゲート5の一方の入力端子と接続され、ラッチ3の出力端子Qはアンドゲート5の他方の入力端子と接続される。アンドゲート5の出力端子はオアゲート6の一方の入力端子と接続され、制御信号入力端子1はオアゲート6の他方の入力端子と接続される。オアゲート6の出力端子はラッチ7の入力端子Dと接続され、クロック端子2はラッチ7のクロック端子CKと接続される。ラッチ7の出力端子Qは制御信号出力端子8と接続される。
【0014】
このように構成された本実施の形態の電荷蓄積制御補正回路の動作を、図2及び図3のタイミングチャートを参照しながら説明する。
まず、図2に本実施の形態の1クロックの制御信号で2クロックを出力するときのタイミングチャートを示す。図2において、クロックCKを反転させたクロックCK1がクロック端子2に供給される。そして、クロックCK1の立下がりから1クロック分だけハイレベルになる制御信号INTGが制御信号入力端子1に供給される。ラッチ3は、クロックCK1がハイレベルのときの制御信号INTGのハイレベルをクロックCK1の1クロック分のローレベルまでラッチして出力信号Q1を出力する。
【0015】
出力信号Q1はラッチ4の入力端子Dに供給される。ラッチ4は、クロックCK1がハイレベルのときの出力信号Q1のハイレベルをクロックCK1の1クロック分のローレベルまでラッチして反転出力信号XQ2を出力する。
【0016】
反転出力信号XQ2はアンドゲート5の一方の入力端子に供給され、出力信号Q1がアンドゲート5の他方の入力端子に供給される。アンドゲート5は、出力信号Q1と反転出力信号XQ2が共にハイレベルのときをゲートしてアンド出力A1を出力する。
【0017】
アンド出力A1はオアゲート6の一方の入力端子に供給され、制御信号INTGがオアゲート6の他方の入力端子に供給される。オアゲート6は、制御信号INTGまたはアンド出力A1がハイレベルのときをゲートしてオア出力O1を出力する。
【0018】
オア出力O1はラッチ7の入力端子Dに供給される。ラッチ7は、クロックCK1がハイレベルのときのオア出力O1のハイレベルをクロックCK1の2クロック分のローレベルまでラッチして2クロック分の出力制御信号INTG’を出力する。これにより、1クロック分の制御信号が入力された場合であっても、最短蓄積時間の2クロック分の出力制御信号を得ることができる。
【0019】
次に、図3に本実施の形態の2クロックの制御信号で2クロックを出力するときのタイミングチャートを示す。図3において、クロックCKを反転させたクロックCK1がクロック端子2に供給される。そして、クロックCK1の立下がりから2クロック分だけハイレベルになる制御信号INTGが制御信号入力端子1に供給される。ラッチ3は、クロックCK1がハイレベルのときの制御信号INTGのハイレベルをクロックCK1の2クロック分のローレベルまでラッチして出力信号Q1を出力する。
【0020】
出力信号Q1はラッチ4の入力端子Dに供給される。ラッチ4は、クロックCK1がハイレベルのときの出力信号Q1のハイレベルをクロックCK1の2クロック分のローレベルまでラッチして反転出力信号XQ2を出力する。
【0021】
反転出力信号XQ2はアンドゲート5の一方の入力端子に供給され、出力信号Q1がアンドゲート5の他方の入力端子に供給される。アンドゲート5は、出力信号Q1と反転出力信号XQ2が共にハイレベルのときをゲートしてアンド出力A1を出力する。
【0022】
アンド出力A1はオアゲート6の一方の入力端子に供給され、制御信号INTGがオアゲート6の他方の入力端子に供給される。オアゲート6は、制御信号INTGまたはアンド出力A1がハイレベルのときをゲートしてオア出力O1を出力する。
【0023】
オア出力O1はラッチ7の入力端子Dに供給される。ラッチ7は、クロックCK1がハイレベルのときのオア出力O1のハイレベルをクロックCK1の2クロック分のローレベルまでラッチして2クロック分の出力制御信号INTG’を出力する。これにより、2クロック分の制御信号が入力された場合は、最短蓄積時間の2クロック分の出力制御信号を得ることができる。
このようにすることにより、CCDを搭載したシステム上、光量が大きい場合に電荷蓄積を2クロック以下にしようとしても、読み出し動作を正常な動作にすることができる。なお、この場合、光量が大きいため、出力信号が大きくなる。
【0024】
次に、図4に、電荷蓄積および電荷取り出しの動作をするために、4クロック分の制御信号を出力する本実施の形態の他の電荷蓄積制御補正回路について説明する。ここで、図1に示したものに対応するものには同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
図4において、本実施の形態の他の電荷蓄積制御補正回路は、制御信号INTGが供給される制御信号入力端子1と、クロックCK1が供給されるクロック端子2と、クロックCK1により制御信号INTGを保持して出力端子Qから出力信号Q1を出力するラッチ3と、クロックCK1により出力信号Q1を保持して出力端子XQから反転出力信号XQ2を出力するラッチ4と、出力信号Q1と反転出力信号XQ2との論理和をとってアンド出力A1を出力するアンドゲート5と、クロックCK1によりアンド出力A1を保持して出力端子Qから出力信号Q3を出力するラッチ9と、クロックCK1により出力信号Q3を保持して出力端子Qから出力信号Q4を出力するラッチ10と、アンド出力A1と出力信号Q3と出力信号Q4との論理積をとってオア出力O2を出力するオアゲート11と、制御信号INTGとオア出力O2との論理積をとってオア出力O1を出力するオアゲート6と、クロックCK1によりオア出力O1を保持して出力端子Qから出力制御信号INTG’を出力するラッチ8とを有する。
【0025】
次に、本実施の形態の電荷蓄積制御補正回路の接続関係を説明する。制御信号入力端子1はラッチ3の入力端子Dと接続され、クロック端子2はラッチ3のクロック端子CKと接続される。ラッチ3の出力端子Qはラッチ4の入力端子Dと接続され、クロック端子2はラッチ4のクロック端子CKと接続される。ラッチ4の反転出力端子XQはアンドゲート5の一方の入力端子と接続され、ラッチ3の出力端子Qはアンドゲート5の他方の入力端子と接続される。アンドゲート5の出力端子はラッチ9の入力端子Dと接続され、クロック端子2はラッチ9のクロック端子CKと接続される。ラッチ9の出力端子Qはラッチ10の入力端子Dと接続され、クロック端子2はラッチ10のクロック端子CKと接続される。アンドゲート5の出力端子はオアゲート11の第1の入力端子に接続され、ラッチ9の出力端子Qはオアゲート11の第2の入力端子に接続され、ラッチ10の出力端子Qはオアゲート11の第3の入力端子に接続される。オアゲート11の出力端子はオアゲート6の一方の入力端子と接続され、制御信号入力端子1はオアゲート6の他方の入力端子と接続される。オアゲート6の出力端子はラッチ7の入力端子Dと接続され、クロック端子2はラッチ7のクロック端子CKと接続される。ラッチ7の出力端子Qは制御信号出力端子8と接続される。
【0026】
このように構成された本実施の形態の他の電荷蓄積制御補正回路の動作を、図5及び図6のタイミングチャートを参照しながら説明する。
まず、図5に本実施の形態の1クロックの制御信号で4クロックを出力するときのタイミングチャートを示す。図5において、クロックCKを反転させたクロックCK1がクロック端子2に供給される。そして、クロックCK1の立下がりから1クロック分だけハイレベルになる制御信号INTGが制御信号入力端子1に供給される。ラッチ3は、クロックCK1がハイレベルのときの制御信号INTGのハイレベルをクロックCK1の1クロック分のローレベルまでラッチして出力信号Q1を出力する。
【0027】
出力信号Q1はラッチ4の入力端子Dに供給される。ラッチ4は、クロックCK1がハイレベルのときの出力信号Q1のハイレベルをクロックCK1の1クロック分のローレベルまでラッチして反転出力信号XQ2を出力する。
【0028】
反転出力信号XQ2はアンドゲート5の一方の入力端子に供給され、出力信号Q1がアンドゲート5の他方の入力端子に供給される。アンドゲート5は、出力信号Q1と反転出力信号XQ2が共にハイレベルのときをゲートしてアンド出力A1を出力する。
【0029】
アンド出力A1はラッチ9の入力端子Dに供給される。ラッチ9は、クロックCK1がハイレベルのときの制御信号INTGのハイレベルをクロックCK1の1クロック分のローレベルまでラッチして出力信号Q3を出力する。出力信号Q3はラッチ10の入力端子Dに供給される。ラッチ10は、クロックCK1がハイレベルのときの制御信号INTGのハイレベルをクロックCK1の1クロック分のローレベルまでラッチして出力信号Q4を出力する。
【0030】
アンド出力A1と出力信号Q3と出力信号Q4とがオアゲート11の第1の入力端子と第2の入力端子と第3の入力端子とにそれぞれ供給される。オアゲート11はアンド出力A1と出力信号Q3と出力信号Q4とがハイレベルのときをゲートしてオア出力O2を出力する。オア出力O2はオアゲート6の一方の入力端子に供給され、制御信号INTGがオアゲート6の他方の入力端子に供給される。オアゲート6は、制御信号INTGまたはオア出力O2がハイレベルのときをゲートしてオア出力O1を出力する。
【0031】
オア出力O1はラッチ4の入力端子Dに供給される。ラッチ7は、クロックCK1がハイレベルのときのオア出力O1のハイレベルをクロックCK1の4クロック分のローレベルまでラッチして4クロック分の出力制御信号INTG’を出力する。これにより、1クロック分の制御信号が入力された場合であっても、最短蓄積時間の4クロック分の出力制御信号を得ることができる。
【0032】
次に、図6に本実施の形態の4クロックの制御信号で4クロックを出力するときのタイミングチャートを示す。図6において、クロックCKを反転させたクロックCK1がクロック端子2に供給される。そして、クロックCK1の立下がりから4クロック分だけハイレベルになる制御信号INTGが制御信号入力端子1に供給される。ラッチ3は、クロックCK1がハイレベルのときの制御信号INTGのハイレベルをクロックCK1の4クロック分のローレベルまでラッチして出力信号Q1を出力する。
【0033】
出力信号Q1はラッチ4の入力端子Dに供給される。ラッチ4は、クロックCK1がハイレベルのときの出力信号Q1のハイレベルをクロックCK1の4クロック分のローレベルまでラッチして反転出力信号XQ2を出力する。
【0034】
反転出力信号XQ2はアンドゲート5の一方の入力端子に供給され、出力信号Q1がアンドゲート5の他方の入力端子に供給される。アンドゲート5は、出力信号Q1と反転出力信号XQ2が共にハイレベルのときをゲートしてアンド出力A1を出力する。
【0035】
アンド出力A1はラッチ9の入力端子Dに供給される。ラッチ9は、クロックCK1がハイレベルのときの制御信号INTGのハイレベルをクロックCK1の1クロック分のローレベルまでラッチして出力信号Q3を出力する。出力信号Q3はラッチ10の入力端子Dに供給される。ラッチ10は、クロックCK1がハイレベルのときの制御信号INTGのハイレベルをクロックCK1の1クロック分のローレベルまでラッチして出力信号Q4を出力する。
【0036】
アンド出力A1と出力信号Q3と出力信号Q4とがオアゲート11の第1の入力端子と第2の入力端子と第3の入力端子とにそれぞれ供給される。オアゲート11はアンド出力A1と出力信号Q3と出力信号Q4とがハイレベルのときをゲートしてオア出力O2を出力する。オア出力O2はオアゲート6の一方の入力端子に供給され、制御信号INTGがオアゲート6の他方の入力端子に供給される。オアゲート6は、制御信号INTGまたはオア出力O2がハイレベルのときをゲートしてオア出力O1を出力する。
【0037】
オア出力O1はラッチ4の入力端子Dに供給される。ラッチ7は、クロックCK1がハイレベルのときのオア出力O1のハイレベルをクロックCK1の4クロック分のローレベルまでラッチして4クロック分の出力制御信号INTG’を出力する。これにより、4クロック分の制御信号が入力された場合は、最短蓄積時間の4クロック分の出力制御信号を得ることができる。
【0038】
このように、上述した本実施の形態によれば、蓄積時間の最短を外部から制御する必要がなくシステム設計が可能となる。
【0039】
また、上述した本実施の形態の電荷蓄積制御補正回路に示した2クロック分、または4クロック分の制御信号に限らず、CCDリニアセンサ14の電荷蓄積および電荷取り出しの動作をするためにその構造と駆動方式に依存した最短蓄積時間のクロック分の出力制御信号を得ることができるものであればよい。
【0040】
【発明の効果】
この発明の電荷蓄積制御補正回路は、基準クロックに関して生成される制御信号により動作する電荷蓄積部に対して、上記基準クロック及び電荷を蓄積させて蓄積された電荷を取り出すための制御信号を供給する回路であって、上記制御信号が上記電荷蓄積部における電荷蓄積および電荷取り出しの動作をするために必要な時間未満のときに、上記電荷蓄積部が正常に電荷蓄積および電荷取り出しの動作をするための最短の時間に上記制御信号を補正するようにしたので、制御信号が電荷蓄積および電荷取り出しの動作をするために必要な時間以下の場合であっても、外部からの設定が必要なく、光量が大きな場合でもCCDが正常に動作するような制御信号を供給して、電荷蓄積部からの電荷の読み出し動作を正常な動作にすることができるという効果を奏する。
【0041】
また、この発明の電荷蓄積制御補正回路は、上述において、上記電荷蓄積部は、光を受光して電荷蓄積をして電気信号に変換する固体撮像装置であるので、固体撮像装置の構造や駆動方式によって、制御信号が上記電荷蓄積部における電荷蓄積および電荷取り出しの動作をするために必要な時間未満のときでも、電荷蓄積部からの電荷の読み出し動作を正常な動作にすることができるという効果を奏する。
【0042】
また、この発明の電荷蓄積制御補正回路は、上述において、上記電荷蓄積部における電荷蓄積および電荷取り出しの動作をするために必要な時間は、上記基準クロックの2倍の時間であるので、電荷蓄積部における最短蓄積時間の2クロック分の出力制御信号を得ることができるという効果を奏する。
【0043】
また、この発明の電荷蓄積制御補正回路は、上述において、上記電荷蓄積部における電荷蓄積および電荷取り出しの動作をするために必要な時間は、上記基準クロックの4倍の時間であるので、電荷蓄積部における最短蓄積時間の4クロック分の出力制御信号を得ることができるという効果を奏する。
【0044】
また、この発明の電荷蓄積制御補正回路は、上述において、リニアセンサチップ上にオンチップできるので、外部ICなどの必要がなく、コストメリットを向上させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施の形態の電荷蓄積制御補正回路(2クロック出力)の構成を示すブロック図である。
【図2】この発明の一実施の形態の1クロックの制御信号で2クロックを出力するときの動作を示すタイミングチャートである。
【図3】この発明の一実施の形態の2クロックの制御信号で2クロックを出力するときの動作を示すタイミングチャートである。
【図4】この発明の一実施の形態の他の電荷蓄積制御補正回路(4クロック出力)の構成を示すブロック図である。
【図5】この発明の一実施の形態の1クロックの制御信号で4クロックを出力するときの動作を示すタイミングチャートである。
【図6】この発明の一実施の形態の4クロックの制御信号で4クロックを出力するときの動作を示すタイミングチャートである。
【図7】この発明の一実施の形態に適用するCCDリニアセンサの駆動回路系を示す図である。
【図8】従来のCCDリニアセンサからの信号読み出し動作のタイミングチャート(2クロック分の蓄積制御入力の場合)である。
【符号の説明】
1…制御信号入力端子、2…クロック端子、3…ラッチ、4…ラッチ、5…アンドゲート、6…オアゲート、7…ラッチ、8…制御信号出力端子、9…ラッチ、10…ラッチ、11…オアゲート、12…駆動回路、13…電荷蓄積制御補正回路、14…CCDリニアセンサ、INTG…制御信号、CK1…クロック、INTG’…出力制御信号[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a charge accumulation control correction circuit suitable for application to charge accumulation control of a solid-state imaging device (CCD: Charge Coupled Device), for example.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, there has been a timing generation circuit that generates a pulse signal necessary for driving charge accumulation or transfer in a CCD. This timing generation circuit is, for example, a circuit that generates various pulse signals of a read gate ROG pulse and a CCD analog shift register pulse (two-phase drive method) at a predetermined timing.
[0003]
FIG. 8 shows a timing chart of the signal reading operation from the CCD linear sensor in the conventional timing generation circuit. In FIG. 8, CK is a clock, INTG is a control signal for accumulation control, and ROG is a signal for reading from the CCD linear sensor, and is generated based on the clock CK and the control signal INTG.
[0004]
FIG. 8 shows a signal reading operation from the CCD linear sensor when the control signal INTG is at a high level for two clocks. The control signal INTG becomes low level after the high level
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional timing generation circuit, when charge accumulation control is performed on a CCD or the like, if an accumulation command for less than a certain time is input to the CCD, the CCD may malfunction. That is, in order to perform a normal signal reading operation with a CCD or the like, a pulse having a time longer than twice the shortest clock cycle is required. In FIG. 8, when the
[0006]
When such a CCD is used, as a system, the accumulation time can be freely controlled by an accumulation command from an external microcontroller (hereinafter referred to as a microcomputer) according to the amount of light received by the light receiving portion of the CCD. When the amount of light is large, it is necessary to control the microcomputer so that an accumulation command with an
[0007]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a charge accumulation control correction circuit that supplies a control signal that allows a CCD to operate normally even when the amount of light is large, without requiring external settings. Is.
[0008]
In order to solve the above problems and achieve the object of the present invention, the electrical storage control correction circuit of the present invention is generated based on the control signal and the reference clock, and is stored and stored in the charge storage unit . A charge accumulation control correction circuit for supplying an output control signal for taking out a charge , wherein the control signal and the reference clock are input to generate an intermediate control signal; the control signal and the intermediate control signal are input; A logic operation circuit that outputs an output control signal having a predetermined clock width is provided. When the control signal is less than the time required for the charge accumulation and charge extraction operations in the charge accumulation unit, the charge accumulation unit normally performs the charge accumulation and charge extraction operations in the shortest time. is characterized in that outputs the output control signal extends the control signal.
The linear sensor chip of the present invention is a linear sensor chip in which at least a charge accumulation control correction circuit as described above is provided on the chip.
[0009]
Such a charge accumulation control correction circuit according to the present invention operates as follows.
The charge accumulation control correction circuit of the present invention, the control signal and the charge accumulation unit which operates by an output control signal generated with respect to the reference clock, the output for taking out the accumulated charge by accumulating the reference clock and the charge Operates to supply control signals. The latch receives the control signal and the reference clock, and receives the control signal and the reference clock to generate an intermediate control signal. The logic operation circuit receives the control signal and the intermediate control signal and outputs an output control signal of a predetermined clock .
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, a drive circuit system of a CCD linear sensor to which the charge accumulation control correction circuit of this embodiment is applied will be described with reference to FIG. In FIG. 7, the drive circuit system of the CCD linear sensor is for the
[0011]
The
[0012]
The charge accumulation control correction circuit of this embodiment applied to such a CCD linear sensor drive circuit system will be described in detail below.
First, FIG. 1 describes a charge accumulation control correction circuit that outputs a control signal for two clocks in order to perform charge accumulation and charge extraction operations.
In FIG. 1, the charge accumulation control correction circuit of this embodiment holds a control signal INTG by a control signal input terminal 1 to which a control signal INTG is supplied, a clock terminal 2 to which a clock CK1 is supplied, and a clock CK1. The latch 3 that outputs the output signal Q1 from the output terminal Q, the latch 4 that holds the output signal Q1 by the clock CK1 and outputs the inverted output signal XQ2 from the output terminal XQ, and the output signal Q1 and the inverted output signal XQ2 An AND gate 5 that outputs a logical sum and outputs an AND output A1, an OR gate 6 that outputs a logical product of the control signal INTG and the AND output A1 and outputs an OR output O1, and the OR output O1 is held by the clock CK1. And a latch 8 for outputting an output control signal INTG ′ from the output terminal Q.
[0013]
Next, the connection relationship of the charge accumulation control correction circuit of this embodiment will be described. The control signal input terminal 1 is connected to the input terminal D of the latch 3, and the clock terminal 2 is connected to the clock terminal CK of the latch 3. The output terminal Q of the latch 3 is connected to the input terminal D of the latch 4, and the clock terminal 2 is connected to the clock terminal CK of the latch 4. The inversion output terminal XQ of the latch 4 is connected to one input terminal of the AND gate 5, and the output terminal Q of the latch 3 is connected to the other input terminal of the AND gate 5. The output terminal of the AND gate 5 is connected to one input terminal of the OR gate 6, and the control signal input terminal 1 is connected to the other input terminal of the OR gate 6. The output terminal of the OR gate 6 is connected to the input terminal D of the latch 7, and the clock terminal 2 is connected to the clock terminal CK of the latch 7. The output terminal Q of the latch 7 is connected to the control signal output terminal 8.
[0014]
The operation of the charge accumulation control correction circuit of this embodiment configured as described above will be described with reference to the timing charts of FIGS.
First, FIG. 2 shows a timing chart when 2 clocks are output by the control signal of 1 clock according to this embodiment. In FIG. 2, a clock CK 1 obtained by inverting the clock CK is supplied to the clock terminal 2. Then, the control signal INTG that becomes high level by one clock from the falling edge of the clock CK 1 is supplied to the control signal input terminal 1. The latch 3 latches the high level of the control signal INTG when the clock CK1 is at the high level to the low level corresponding to one clock of the clock CK1, and outputs the output signal Q1.
[0015]
The output signal Q1 is supplied to the input terminal D of the latch 4. The latch 4 latches the high level of the output signal Q1 when the clock CK1 is high level to the low level corresponding to one clock of the clock CK1, and outputs the inverted output signal XQ2.
[0016]
The inverted output signal XQ2 is supplied to one input terminal of the AND gate 5, and the output signal Q1 is supplied to the other input terminal of the AND gate 5. The AND gate 5 gates when the output signal Q1 and the inverted output signal XQ2 are both at the high level, and outputs an AND output A1.
[0017]
The AND output A1 is supplied to one input terminal of the OR gate 6, and the control signal INTG is supplied to the other input terminal of the OR gate 6. The OR gate 6 gates when the control signal INTG or the AND output A1 is at a high level and outputs an OR output O1.
[0018]
The OR output O1 is supplied to the input terminal D of the latch 7. The latch 7 latches the high level of the OR output O1 when the clock CK1 is high to the low level corresponding to two clocks of the clock CK1, and outputs the output control signal INTG ′ for two clocks. Thus, even when a control signal for one clock is input, an output control signal for two clocks with the shortest accumulation time can be obtained.
[0019]
Next, FIG. 3 shows a timing chart when 2 clocks are output by the 2-clock control signal of this embodiment. In FIG. 3, a clock CK <b> 1 obtained by inverting the clock CK is supplied to the clock terminal 2. Then, the control signal INTG that becomes high level for two clocks from the fall of the clock CK1 is supplied to the control signal input terminal 1. The latch 3 latches the high level of the control signal INTG when the clock CK1 is at the high level to the low level for two clocks of the clock CK1, and outputs the output signal Q1.
[0020]
The output signal Q1 is supplied to the input terminal D of the latch 4. The latch 4 latches the high level of the output signal Q1 when the clock CK1 is high level to a low level corresponding to two clocks of the clock CK1, and outputs the inverted output signal XQ2.
[0021]
The inverted output signal XQ2 is supplied to one input terminal of the AND gate 5, and the output signal Q1 is supplied to the other input terminal of the AND gate 5. The AND gate 5 gates when the output signal Q1 and the inverted output signal XQ2 are both at the high level, and outputs an AND output A1.
[0022]
The AND output A1 is supplied to one input terminal of the OR gate 6, and the control signal INTG is supplied to the other input terminal of the OR gate 6. The OR gate 6 gates when the control signal INTG or the AND output A1 is at a high level and outputs an OR output O1.
[0023]
The OR output O1 is supplied to the input terminal D of the latch 7. The latch 7 latches the high level of the OR output O1 when the clock CK1 is high to the low level corresponding to two clocks of the clock CK1, and outputs the output control signal INTG ′ for two clocks. As a result, when a control signal for two clocks is input, an output control signal for two clocks with the shortest accumulation time can be obtained.
By doing so, the read operation can be made normal even if it is attempted to reduce the charge accumulation to 2 clocks or less when the amount of light is large on a system equipped with a CCD. In this case, the output signal is large because the amount of light is large.
[0024]
Next, FIG. 4 illustrates another charge accumulation control correction circuit of this embodiment that outputs a control signal for four clocks in order to perform charge accumulation and charge extraction operations. Here, components corresponding to those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
In FIG. 4, another charge accumulation control correction circuit of this embodiment includes a control signal input terminal 1 to which a control signal INTG is supplied, a clock terminal 2 to which a clock CK1 is supplied, and a control signal INTG by the clock CK1. The latch 3 that holds and outputs the output signal Q1 from the output terminal Q, the latch 4 that holds the output signal Q1 by the clock CK1 and outputs the inverted output signal XQ2 from the output terminal XQ, and the output signal Q1 and the inverted output signal XQ2 AND gate 5 that outputs AND output A1 and latch 9 that holds AND output A1 by clock CK1 and outputs output signal Q3 from output terminal Q, and holds output signal Q3 by clock CK1 The latch 10 that outputs the output signal Q4 from the output terminal Q, and the logic of the AND output A1, the output signal Q3, and the output signal Q4 An OR gate 11 that takes the product and outputs an OR output O2, an OR gate 6 that outputs a logical product of the control signal INTG and the OR output O2, and outputs an OR output O1, and an output terminal that holds the OR output O1 by the clock CK1 And a latch 8 for outputting an output control signal INTG ′ from Q.
[0025]
Next, the connection relationship of the charge accumulation control correction circuit of this embodiment will be described. The control signal input terminal 1 is connected to the input terminal D of the latch 3, and the clock terminal 2 is connected to the clock terminal CK of the latch 3. The output terminal Q of the latch 3 is connected to the input terminal D of the latch 4, and the clock terminal 2 is connected to the clock terminal CK of the latch 4. The inversion output terminal XQ of the latch 4 is connected to one input terminal of the AND gate 5, and the output terminal Q of the latch 3 is connected to the other input terminal of the AND gate 5. The output terminal of the AND gate 5 is connected to the input terminal D of the latch 9, and the clock terminal 2 is connected to the clock terminal CK of the latch 9. The output terminal Q of the latch 9 is connected to the input terminal D of the latch 10, and the clock terminal 2 is connected to the clock terminal CK of the latch 10. The output terminal of the AND gate 5 is connected to the first input terminal of the OR gate 11, the output terminal Q of the latch 9 is connected to the second input terminal of the OR gate 11, and the output terminal Q of the latch 10 is the third input terminal of the OR gate 11. Connected to the input terminal. The output terminal of the OR gate 11 is connected to one input terminal of the OR gate 6, and the control signal input terminal 1 is connected to the other input terminal of the OR gate 6. The output terminal of the OR gate 6 is connected to the input terminal D of the latch 7, and the clock terminal 2 is connected to the clock terminal CK of the latch 7. The output terminal Q of the latch 7 is connected to the control signal output terminal 8.
[0026]
The operation of another charge accumulation control correction circuit of this embodiment configured as described above will be described with reference to the timing charts of FIGS.
First, FIG. 5 shows a timing chart when 4 clocks are output by the control signal of 1 clock according to this embodiment. In FIG. 5, a clock CK 1 obtained by inverting the clock CK is supplied to the clock terminal 2. Then, the control signal INTG that becomes high level by one clock from the falling edge of the clock CK 1 is supplied to the control signal input terminal 1. The latch 3 latches the high level of the control signal INTG when the clock CK1 is at the high level to the low level corresponding to one clock of the clock CK1, and outputs the output signal Q1.
[0027]
The output signal Q1 is supplied to the input terminal D of the latch 4. The latch 4 latches the high level of the output signal Q1 when the clock CK1 is high level to the low level corresponding to one clock of the clock CK1, and outputs the inverted output signal XQ2.
[0028]
The inverted output signal XQ2 is supplied to one input terminal of the AND gate 5, and the output signal Q1 is supplied to the other input terminal of the AND gate 5. The AND gate 5 gates when the output signal Q1 and the inverted output signal XQ2 are both at the high level, and outputs an AND output A1.
[0029]
The AND output A1 is supplied to the input terminal D of the latch 9. The latch 9 latches the high level of the control signal INTG when the clock CK1 is at the high level to the low level corresponding to one clock of the clock CK1, and outputs the output signal Q3. The output signal Q3 is supplied to the input terminal D of the latch 10. The latch 10 latches the high level of the control signal INTG when the clock CK1 is at the high level to the low level for one clock of the clock CK1, and outputs the output signal Q4.
[0030]
The AND output A1, the output signal Q3, and the output signal Q4 are supplied to the first input terminal, the second input terminal, and the third input terminal of the OR gate 11, respectively. The OR gate 11 gates when the AND output A1, the output signal Q3, and the output signal Q4 are at a high level, and outputs an OR output O2. The OR output O2 is supplied to one input terminal of the OR gate 6, and the control signal INTG is supplied to the other input terminal of the OR gate 6. The OR gate 6 gates when the control signal INTG or the OR output O2 is at a high level and outputs an OR output O1.
[0031]
The OR output O1 is supplied to the input terminal D of the latch 4. The latch 7 latches the high level of the OR output O1 when the clock CK1 is high to the low level corresponding to four clocks of the clock CK1, and outputs the output control signal INTG ′ for four clocks. Thus, even when a control signal for one clock is input, an output control signal for four clocks with the shortest accumulation time can be obtained.
[0032]
Next, FIG. 6 shows a timing chart when 4 clocks are output by the 4-clock control signal of this embodiment. In FIG. 6, a clock CK <b> 1 obtained by inverting the clock CK is supplied to the clock terminal 2. Then, a control signal INTG that becomes a high level for 4 clocks from the fall of the clock CK1 is supplied to the control signal input terminal 1. The latch 3 latches the high level of the control signal INTG when the clock CK1 is at the high level to the low level for four clocks of the clock CK1, and outputs the output signal Q1.
[0033]
The output signal Q1 is supplied to the input terminal D of the latch 4. The latch 4 latches the high level of the output signal Q1 when the clock CK1 is high level to the low level corresponding to four clocks of the clock CK1, and outputs the inverted output signal XQ2.
[0034]
The inverted output signal XQ2 is supplied to one input terminal of the AND gate 5, and the output signal Q1 is supplied to the other input terminal of the AND gate 5. The AND gate 5 gates when the output signal Q1 and the inverted output signal XQ2 are both at the high level, and outputs an AND output A1.
[0035]
The AND output A1 is supplied to the input terminal D of the latch 9. The latch 9 latches the high level of the control signal INTG when the clock CK1 is at the high level to the low level corresponding to one clock of the clock CK1, and outputs the output signal Q3. The output signal Q3 is supplied to the input terminal D of the latch 10. The latch 10 latches the high level of the control signal INTG when the clock CK1 is at the high level to the low level for one clock of the clock CK1, and outputs the output signal Q4.
[0036]
The AND output A1, the output signal Q3, and the output signal Q4 are supplied to the first input terminal, the second input terminal, and the third input terminal of the OR gate 11, respectively. The OR gate 11 gates when the AND output A1, the output signal Q3, and the output signal Q4 are at a high level, and outputs an OR output O2. The OR output O2 is supplied to one input terminal of the OR gate 6, and the control signal INTG is supplied to the other input terminal of the OR gate 6. The OR gate 6 gates when the control signal INTG or the OR output O2 is at a high level and outputs an OR output O1.
[0037]
The OR output O1 is supplied to the input terminal D of the latch 4. The latch 7 latches the high level of the OR output O1 when the clock CK1 is high to the low level corresponding to four clocks of the clock CK1, and outputs the output control signal INTG ′ for four clocks. As a result, when a control signal for 4 clocks is input, an output control signal for 4 clocks with the shortest accumulation time can be obtained.
[0038]
As described above, according to the above-described embodiment, it is not necessary to control the shortest accumulation time from the outside, and the system can be designed.
[0039]
Further, the structure is not limited to the control signal for 2 clocks or 4 clocks shown in the charge storage control correction circuit of the present embodiment described above, and the structure of the CCD
[0040]
【The invention's effect】
The charge accumulation control correction circuit according to the present invention supplies the reference clock and a control signal for accumulating the charge and taking out the accumulated charge to the charge accumulating unit that operates according to the control signal generated with respect to the reference clock. A charge storage unit that normally performs charge storage and charge extraction operations when the control signal is less than the time required for charge storage and charge extraction operations in the charge storage unit; The above control signal is corrected in the shortest possible time, so even if the control signal is less than the time required for charge accumulation and charge extraction operations, no external setting is required, Even if the signal is large, it is possible to supply a control signal that allows the CCD to operate normally, and to make the charge reading operation from the charge storage unit normal. There is an effect that.
[0041]
In the charge accumulation control correction circuit according to the present invention, since the charge accumulation unit is a solid-state imaging device that receives light, accumulates the charge, and converts it into an electric signal, the structure and driving of the solid-state imaging device are described above. By the method, even when the control signal is less than the time required for the charge accumulation and charge extraction operations in the charge accumulation unit, the charge reading operation from the charge accumulation unit can be performed normally. Play.
[0042]
In the charge accumulation control correction circuit according to the present invention, the time required for the charge accumulation and charge extraction operations in the charge accumulation unit is twice as long as the reference clock. The output control signal for two clocks of the shortest accumulation time in the unit can be obtained.
[0043]
In the charge accumulation control correction circuit according to the present invention, since the time required for the charge accumulation and charge extraction operations in the charge accumulation section is four times the reference clock, The output control signal for 4 clocks of the shortest accumulation time in the unit can be obtained.
[0044]
In addition, since the charge accumulation control correction circuit according to the present invention can be on-chip on the linear sensor chip in the above description, there is no need for an external IC, and the cost merit can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a charge accumulation control correction circuit (2-clock output) according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a timing chart showing an operation when two clocks are output by a control signal of one clock according to one embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a timing chart showing an operation when 2 clocks are output by a 2-clock control signal according to one embodiment of the present invention;
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of another charge accumulation control correction circuit (4-clock output) according to an embodiment of the present invention;
FIG. 5 is a timing chart showing an operation when 4 clocks are output by a control signal of 1 clock according to one embodiment of the present invention;
FIG. 6 is a timing chart showing an operation when 4 clocks are output by a 4-clock control signal according to one embodiment of the present invention;
FIG. 7 is a diagram showing a drive circuit system for a CCD linear sensor applied to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a timing chart of a signal reading operation from a conventional CCD linear sensor (in the case of accumulation control input for 2 clocks).
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Control signal input terminal, 2 ... Clock terminal, 3 ... Latch, 4 ... Latch, 5 ... AND gate, 6 ... OR gate, 7 ... Latch, 8 ... Control signal output terminal, 9 ... Latch, 10 ... Latch, 11 ... OR gate, 12 ... drive circuit, 13 ... charge accumulation control correction circuit, 14 ... CCD linear sensor, INTG ... control signal, CK1 ... clock, INTG '... output control signal
Claims (4)
前記制御信号と前記基準クロックが入力され、
前記制御信号と前記基準クロックが入力され中間制御信号を生成するラッチと、
前記制御信号と前記中間制御信号が入力され、所定クロック幅の出力制御信号を出力する論理演算回路を、備え、
前記制御信号が前記電荷蓄積部における電荷蓄積及び電荷取り出しの動作をするために必要な時間未満のときに、前記電荷蓄積部が正常に電荷蓄積及び電荷取り出しの動作をするための最短の時間に前記制御信号を伸長した前記出力制御信号を出力することを特徴とする電荷蓄積制御補正回路。A charge accumulation control correction circuit that is generated based on a control signal and a reference clock and supplies an output control signal for accumulating charges and extracting the accumulated charges to a charge accumulating unit;
The control signal and the reference clock are input,
A latch for receiving the control signal and the reference clock and generating an intermediate control signal;
Wherein said control signal intermediate control signal is input, a logical operation circuit for outputting an output control signal having a predetermined clock width, comprising,
When the control signal is less than the time required for the charge accumulation and charge extraction operations in the charge accumulation unit, the shortest time for the charge accumulation unit to normally perform the charge accumulation and charge extraction operations A charge accumulation control correction circuit which outputs the output control signal obtained by expanding the control signal .
前記制御信号と前記基準クロックが入力され、前記制御信号から半クロック遅延した第1の中間制御信号を出力する第1のラッチと、
前記第1の中間制御信号と前記基準クロックが入力され、前記第1の中間制御信号から1クロック遅延し反転した第2の中間制御信号を出力する第2のラッチとを設け、
前記論理演算回路は、
前記第1の中間制御信号と前記第2の中間制御信号との論理積をとる第1の演算部と、
前記制御信号と前記論理積との論理和を出力する第2の演算部を、
設けたことを特徴とする請求項1に記載の電荷蓄積制御補正回路。The latch is
A first latch that receives the control signal and the reference clock and outputs a first intermediate control signal delayed by a half clock from the control signal;
A second latch that receives the first intermediate control signal and the reference clock, and outputs a second intermediate control signal that is delayed by one clock from the first intermediate control signal and inverted;
The logical operation circuit is:
A first arithmetic unit that takes a logical product of the first intermediate control signal and the second intermediate control signal;
A second arithmetic unit that outputs a logical sum of the control signal and the logical product;
The charge accumulation control correction circuit according to claim 1, wherein the charge accumulation control correction circuit is provided.
前記電荷蓄積制御補正回路は、
制御信号と基準クロックが入力され、中間制御信号を生成するラッチと、
前記制御信号と前記中間制御信号が入力され、所定クロックの出力制御信号を出力する論理演算回路と、を備え、
前記制御信号が前記電荷蓄積部における電荷蓄積及び電荷取り出しの動作をするために必要な時間未満のときに、前記電荷蓄積部が正常に電荷蓄積及び電荷取り出しの動作をするための最短の時間に前記制御信号を伸長した前記出力制御信号を出力することを特徴とするリニアセンサチップ。A linear sensor chip having at least a charge accumulation control correction circuit on the chip,
The charge accumulation control correction circuit includes:
A latch that receives the control signal and the reference clock and generates an intermediate control signal;
Wherein said control signal intermediate control signal is input, and a logic operation circuit for outputting the output control signal of the predetermined clock,
When the control signal is less than the time required for the charge accumulation and charge extraction operations in the charge accumulation unit, the shortest time for the charge accumulation unit to normally perform the charge accumulation and charge extraction operations A linear sensor chip that outputs the output control signal obtained by extending the control signal .
前記制御信号と前記基準クロックが入力され前記制御信号から半クロック遅延した第1の中間制御信号を出力する第1のラッチと、
上記第1の中間制御信号と前記基準クロックが入力され前記第1の中間制御信号から1クロック遅延し反転した第2の中間制御信号を出力する第2のラッチとを設け、
前記論理演算回路は、
前記第1の中間制御信号と前記第2の中間制御信号との論理積をとる第1の演算部と、
前記制御信号と前記論理積との論理和を出力する第2の演算部を設けたことを特徴とする請求項3に記載のリニアセンサチップ。The latch is
A first latch that receives the control signal and the reference clock and outputs a first intermediate control signal delayed by a half clock from the control signal;
A second latch that receives the first intermediate control signal and the reference clock and outputs a second intermediate control signal that is delayed by one clock and inverted from the first intermediate control signal;
The logical operation circuit is:
A first arithmetic unit that takes a logical product of the first intermediate control signal and the second intermediate control signal;
The linear sensor chip according to claim 3, further comprising a second arithmetic unit that outputs a logical sum of the control signal and the logical product.
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