JPH10304240A - デジタル電子撮像装置およびそのデータ転送方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハンドリング容易にデータをマルチプレック
スして転送すること。 【解決手段】 本発明は、タイミング発生器１３によっ
てＣＣＤ１１を駆動する第１のクロック信号を生成し、
マルチプレクサ２６にて、この第１のクロック信号の２
のｎ乗（ｎは正の整数）倍の周波数から成る第２のクロ
ック信号と同期して所定ビット数で複数のデジタル信号
を配列して出力するデジタル電子撮像装置およびそのデ
ータ転送方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像素子で生
成される画像信号を複数のデジタル信号として出力する
デジタル電子撮像装置およびそのデータ転送方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】デジタルスチルカメラ等のデジタル電子
撮像装置では、ＣＣＤ（Charge Coupled Device ）にて
受けた被写体光を電気信号に変換し、所定の信号処理回
路によってＹ（輝度信号）、Ｃｒ（赤色差信号）、Ｃｂ
（青色差信号）を生成している。

【０００３】これらの信号は通常Ｙ信号８ビット、Ｃｒ
／Ｃｂ信号８ビットで構成され、合計１６ビットバスと
して信号処理回路から出力される。出力されたＹ、Ｃｒ
／Ｃｂ信号は所定の形式で記録媒体に記録されるととも
に、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）信号に変換されモニ
タ用の液晶表示装置（ＬＣＤ）等によって表示される。

【０００４】図４は従来のデータ転送例を説明する図
で、（ａ）はＹ：Ｃｒ：Ｃｂ＝４：２：２での転送、
（ｂ）はＹ：Ｃｒ：Ｃｂ＝４：２：０での転送、（ｃ）
はＹ：Ｃｒ：Ｃｂ＝４：１：１での転送を示している。

【０００５】すなわち、図４（ａ）に示すＹ：Ｃｒ：Ｃ
ｂ＝４：２：２での転送では、Ｙ0、Ｙ1 、Ｙ2 、Ｙ3
、Ｙ4 、Ｙ5 、Ｙ6 、Ｙ7 …と続く８ビットのデータ
と、Ｙ0 とＹ1 との間となるＣｂ0.5 、Ｃｒ0.5 、Ｙ2
とＹ3 との間となるＣｂ2.5 、Ｃｒ2.5 、Ｙ4 とＹ5 と
の間となるＣｂ4.5 、Ｃｒ4.5 、Ｙ6 とＹ7 との間とな
るＣｂ6.5 、Ｃｒ6.5 …と続く８ビットのデータとが合
計１６ビットで順に転送される。

【０００６】また、図４（ｂ）に示すＹ：Ｃｒ：Ｃｂ＝
４：２：０での転送では、ｎライン目で、Ｙ0 、Ｙ1 、
Ｙ2 、Ｙ3 、Ｙ4 、Ｙ5 、Ｙ6 、Ｙ7 …と続く８ビット
のデータと、Ｙ0 とＹ1 との間となるＣｂ0.5 、Ｙ2 と
Ｙ3 との間となるＣｂ2.5 、Ｙ4 とＹ5 との間となるＣ
ｂ4.5 、Ｙ6 とＹ7 との間となるＣｂ6.5 …と続く８ビ
ットのデータとが合計１６ビットで順に転送され、ｎ＋
１ライン面で、Ｙ0 、Ｙ1 、Ｙ2 、Ｙ3 、Ｙ4 、Ｙ5 、
Ｙ6 、Ｙ7 …と続く８ビットのデータと、Ｙ0とＹ1 と
の間となるＣｒ0.5 、Ｙ2 とＹ3 との間となるＣｒ2.5
、Ｙ4 とＹ5 との間となるＣｒ4.5 、Ｙ6 とＹ7 との
間となるＣｒ6.5 …と続く８ビットのデータとが合計１
６ビットで順に転送される。

【０００７】また、図４（ｃ）に示すＹ：Ｃｒ：Ｃｂ＝
４：１：１での転送では、Ｙ0 、Ｙ1 、Ｙ2 、Ｙ3 、Ｙ
4 、Ｙ5 、Ｙ6 、Ｙ7 …と続く８ビットのデータと、Ｙ
0 とＹ1 との間となるＣｂ0.5 、Ｃｒ0.5 、Ｙ4 とＹ5
との間となるＣｂ4.5 、Ｃｒ4.5 …と続く８ビットのデ
ータとが合計１６ビットで順に転送される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、取り込んだ画
像情報をデジタルスチルカメラやパーソナルコンピュー
タの画像入力用として用いたり、圧縮もしくはデータバ
ッファリングを行う際には、一般的な８ビットバスを有
するメモリを用いている。このため、Ｙ、Ｃｒ／Ｃｂ信
号を所定の配列でマルチプレックスして８ビットバスに
対応できるよう出力している。

【０００９】Ｙ、Ｃｒ／Ｃｂ信号をマルチプレックスし
て８ビット出力するには、固体撮像素子を駆動するため
のマスタークロックを３／２倍し、この３／２倍の周波
数から成るクロックに同期してＹ、Ｃｒ／Ｃｂ信号を所
定の配列で出力することが考えられている。

【００１０】図５はマルチプレックスによるデータ転送
例を説明する図であり、（ａ）はＹ：Ｃｒ：Ｃｂ＝４：
２：０での転送、（ｂ）はＹ：Ｃｒ：Ｃｂ＝４：１：１
での転送を示している。

【００１１】図５（ａ）に示すＹ：Ｃｒ：Ｃｂ＝４：
２：０での転送では、ｎライン目において、Ｙ0 とＹ1
とを１組、Ｙ2 とＹ3 とを１組、Ｙ4 とＹ5 とを１組、
Ｙ6 とＹ7 とを１組…として各組の間を１パルスずつ開
け、開いた１パルスの部分でＣｂ0.5 、Ｃｂ2.5 、Ｃｂ
4.5 、Ｃｂ6.5 …を順に転送している。また、ｎ＋１ラ
イン目において、Ｙ0 とＹ1 とを１組、Ｙ2 とＹ3 とを
１組、Ｙ4 とＹ5 とを１組、Ｙ6 とＹ7 とを１組…とし
て各組１パルスずつ開けて転送し、開いた１パルスの部
分でＣｒ0.5 、Ｃｒ2.5 、Ｃｒ4.5 、Ｃｒ6.5 …を順に
転送している。

【００１２】図５（ｂ）に示すＹ：Ｃｒ：Ｃｂ＝４：
１：１での転送では、Ｙ0 、Ｙ1 、Ｙ2 を１組、Ｙ3 、
Ｙ4 、Ｙ5 、Ｙ6 を１組、Ｙ7 、Ｙ8 、Ｙ9 、Ｙ10を１
組、Ｙ11、Ｙ12、Ｙ13、Ｙ14を１組…として各組の間を
２パルスずつ開け、開いた２パルスの部分でＣｂ0.5 と
Ｃｒ0.5 、Ｃｂ4.5 とＣｒ4.5 、Ｃｂ8.5 とＣｒ8.5 …
を順に転送している。

【００１３】ところが、固体撮像素子およびタイミング
発生回路を基本としたデジタル電子撮像装置において図
５に示すようなデータ転送を行う場合、マスタークロッ
クの３／２倍の周波数のクロックを生成するため、原発
振周波数としてマスタークロック周波数の３倍の水晶発
振子が必要となる。また、信号処理回路の後段に配置さ
れるＹ、Ｃｒ／Ｃｂ信号を取り扱う記憶媒体や通信のた
めのメモリコントローラでは読み書きのサイクルとして
マスタークロックの３／２倍の周波数では取り扱いが煩
雑となる。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明はこのような課題
を解決するために成されたデジタル電子撮像装置および
そのデータ転送方法である。すなわち、本発明のデジタ
ル電子撮像装置は、固体撮像素子で生成された画像信号
を各々所定ビット数から成る複数のデジタル信号として
出力するものであり、固体撮像素子を第１のクロック信
号によって駆動するタイミング発生手段と、タイミング
発生手段にて生成した第１のクロック信号の２のｎ乗
（ｎは正の整数）倍の周波数から成る第２のクロック信
号と同期して所定ビット数で複数のデジタル信号を配列
して出力するマルチプレクサとを備えている。

【００１５】また、本発明はデジタル電子撮像装置のデ
ータ転送方法は、固体撮像素子を駆動する第１のクロッ
ク信号に基づき、その第１のクロック信号の２のｎ乗
（ｎは正の整数）倍の周波数から成る第２のクロック信
号を生成し、第２のクロック信号に同期して所定ビット
数で複数のデジタル信号を配列して出力するものであ
る。

【００１６】本発明のデジタル電子撮像装置では、マル
チプレクサによって固体撮像素子を駆動する第１のクロ
ック信号の２のｎ乗（ｎは正の整数）倍の周波数から成
る第２のクロック信号と同期して所定ビット数で複数の
デジタル信号を配列していることから、固体撮像素子を
駆動する第１のクロック信号の２のｎ乗（ｎは正の整
数）倍の原発振周波数を用いたデータのマルチプレック
スを行うことができるようになる。

【００１７】また、本発明のデジタル電子撮像装置のデ
ータ転送方法では、固体撮像素子を駆動する第１のクロ
ック信号の２のｎ乗（ｎは正の整数）倍の周波数から成
る第２のクロック信号を生成し、この第２のクロック信
号に同期して所定ビット数で複数のデジタル信号を配列
しているため、固体撮像素子を駆動する第１のクロック
信号の２のｎ乗（ｎは正の整数）倍のデータレートで複
数のデジタル信号を転送できるようになる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下に、本発明のデジタル電子撮
像装置およびそのデータ転送方法における実施の形態を
図に基づいて説明する。図１は本実施形態におけるデジ
タル電子撮像装置を説明するブロック図、図２は要部構
成図である。

【００１９】すなわち、図１に示すように、本実施形態
におけるデジタル電子撮像装置は、レンズ系１０を介し
て被写体光を取り込むＣＣＤ１１、ＣＣＤ１１を駆動す
るＣＣＤ駆動回路１２およびタイミング発生器１３から
成るタイミングコントローラ１４、サンプルホールドお
よびＡＧＣ（Automatic Gain Control）回路１５、ＡＧ
Ｃ回路１５のゲインをコントロールする電子ボリューム
１６、Ａ／Ｄ変換器１７、各種信号処理を制御するマイ
クロコンピュータ１８、後述する信号処理回路２０から
構成されている。

【００２０】信号処理回路２０は、Ａ／Ｄ変換器１７か
ら出力される１０ビットのデジタル信号を受けて、例え
ば８ビットから成るＹ、Ｇｂ、Ｇｒを所定の配列で出力
するものであり、デジタルクランプ回路２１、演算回路
２２、輝度信号処理回路２３、輪郭補正回路２４、色信
号処理回路２５、加算回路２３ａ、マルチプレクサ２
６、シリアルインタフェース２７、ＭＣＫ（マスターク
ロック）の例えば２倍の原発振周波数から成るクロック
２ＭＣＫに基づく種々の信号（例えば、水平同期信号
Ｈ、垂直同期信号Ｖ）を生成するクロック発生回路２
８、および累算回路２９から構成される。

【００２１】本実施形態では、主としてこの信号処理回
路２０のマルチプレクサ２６において、輝度信号（Ｙ）
および色差信号（Ｃｂ、Ｃｒ）をクロック２ＭＣＫに同
期してマルチプレックスして出力する点に特徴がある。

【００２２】すなわち、図２に示すように、輝度信号
（Ｙ）および色差信号（Ｃｂ、Ｃｒ）はクロックＭＣＫ
に同期した８ビットデータとして各々転送され、マルチ
プレクサ２６では、これら８ビットデータから成る輝度
信号（Ｙ）および色差信号（Ｃｂ、Ｃｒ）をクロック２
ＭＣＫに同期してマルチプレックスし、８ビットデータ
として出力している。

【００２３】図３は本実施形態におけるデータ転送例を
説明する図で、（ａ）はＹ：Ｃｒ：Ｃｂ＝４：２：２で
の転送、（ｂ）はＹ：Ｃｒ：Ｃｂ＝４：２：０での転
送、（ｃ）はＹ：Ｃｒ：Ｃｂ＝４：１：１での転送を示
している。

【００２４】すなわち、図３（ａ）に示すＹ：Ｃｒ：Ｃ
ｂ＝４：２：２での転送では、Ｙ0、Ｙ1 、Ｙ2 、Ｙ3
、Ｙ4 、Ｙ5 、Ｙ6 、Ｙ7 、Ｙ8 …と続く８ビットの
データを１クロックおき配列し、これらの間となる１ク
ロックおきにＣｂ0.5 、Ｃｒ0.5 、Ｃｂ2.5 、Ｃｒ2.5
、Ｃｂ4.5 、Ｃｒ4.5 、Ｃｂ6.5 、Ｃｒ6.5 …と続く
８ビットのデータを配列して転送している。

【００２５】転送されるデータは図２に示すクロック２
ＭＣＫに同期した多重コンポーネント信号となり、図４
に示す従来のデータ転送に比べて２倍の転送レートにて
出力できるようになる。すなわち、このようなクロック
２ＭＣＫに同期してデータが出力されることで、このデ
ータを記録または通信するためのメモリコントローラで
の読み書きサイクルと合わせることができ、データのハ
ンドリングを容易にすることが可能となる。

【００２６】また、図３（ｂ）に示すＹ：Ｃｒ：Ｃｂ＝
４：２：０での転送では、ｎライン目で、Ｙ0 、Ｙ1 、
Ｙ2 、Ｙ3 、Ｙ4 、Ｙ5 、Ｙ6 、Ｙ7 、Ｙ8 …と続く８
ビットのデータを１クロックおき順に配列し、Ｙ0 とＹ
1 との間の１クロックにＣｂ0.5 、Ｙ2 とＹ3 との間の
１クロックにＣｂ2.5 、Ｙ4 とＹ5 との間の１クロック
にＣｂ4.5 、Ｙ6 とＹ7 との間の１クロックにＣｂ6.5
…と続く８ビットのデータを順に配列し、ｎ＋１ライン
目で、Ｙ0 、Ｙ1 、Ｙ2 、Ｙ3 、Ｙ4 、Ｙ5 、Ｙ6 、Ｙ
7 、Ｙ8 …と続く８ビットのデータを１クロックおき順
に配列し、Ｙ0とＹ1 との間の１クロックにＣｒ0.5 、
Ｙ2 とＹ3 との間の１クロックにＣｒ2.5 、Ｙ4 とＹ5
との間の１クロックにＣｒ4.5 、Ｙ6 とＹ7 との間の１
クロックにＣｒ6.5 …と続く８ビットのデータを順に配
列している。

【００２７】このような配列によるデータ転送では、Ｙ
1 とＹ2 との間、Ｙ3 とＹ4 との間、Ｙ5 とＹ6 との
間、Ｙ7 とＹ8 との間…の各々１クロックが空白となっ
ている。本実施形態では、この空白となっている部分に
各種データ挿入ビットフラグを発生させて、このフラグ
に基づき撮像条件や音声データ等を付加するようにす
る。

【００２８】撮像条件としては、例えばデジタルスチル
カメラで撮影した際のＣＣＤ電子シャッターの条件、Ｆ
値の条件、ＡＧＣゲインの条件、ＡＷＢ（オートホワイ
トバランス）の条件、ＡＥ（自動露光）の検波データ、
ＡＦ（オートフォーカス）の検波データがある。これら
の各種データを画像に関するデジタルデータの合間（フ
ラグ発生位置）に挿入することで、特殊ヘッダーコード
の規約無しで画像データ中に各種データを入れ込むこと
ができる。

【００２９】また、音声データとしては、デジタルスチ
ルカメラで撮影した時点での前後の音声データを画像に
関するデジタルデータの合間（フラグ発生位置）に挿入
する。例えば、ＣＣＤが３３万画素であれば、この合間
に挿入できるデータ容量が１６５Ｋワード存在し、４
４．１ｋＨｚ／１６ビットの音声データであれば、約２
秒記録できることになる。この音声データも、特殊ヘッ
ダーコードの規約無しで画像データ中に挿入することが
できる。また、音声データが転送される画像データの合
間に挿入されることで、バッファメモリ等を用いること
なく音声を再生できるようになる。

【００３０】また、図３（ｃ）に示すＹ：Ｃｒ：Ｃｂ＝
４：１：１での転送では、Ｙ0 、Ｙ1 、Ｙ2 、Ｙ3 、Ｙ
4 、Ｙ5 、Ｙ6 、Ｙ7 、Ｙ8 …と続く８ビットのデータ
を１クロックおき順に配列し、Ｙ0 とＹ1 との間の１ク
ロックにＣｂ0.5 、Ｙ1 とＹ2 との間の１クロックにＣ
ｒ0.5 、Ｙ4 とＹ5 との間の１クロックにＣｂ4.5 、Ｙ
5 とＹ6 との間の１クロックにＣｒ4.5 …と続く８ビッ
トのデータを順に配列している。

【００３１】このような配列によるデータ転送では、Ｙ
2 、Ｙ3 、Ｙ4 の間、Ｙ6 、Ｙ7 、Ｙ8 の間…の各々１
ビットが空白となっている。図３（ｃ）に示すデータ転
送でも、図３（ｂ）と同様に空白となっている部分に各
種データ挿入ビットフラグを発生させ、このフラグに基
づいて撮像条件や音声データ等を付加することができ
る。

【００３２】なお、本実施形態では主としてデジタルス
チルカメラにおいて画像（静止画）を取り込む例を用い
て説明したが、本発明はこれに限定されず動画を取り込
むデジタル電子撮像装置であっても適用可能である。ま
た、転送するデータとしては、Ｙ、Ｃｒ、Ｃｂ以外であ
っても、また８ビット以外のビット数であっても同様で
ある。さらに、データ転送クロックとして２ＭＣＫを用
いたが、ＭＣＫの２のｎ乗（ｎは正の整数）倍であれば
よく、例えば４ＭＣＫ、８ＭＣＫであっても同様であ
る。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のデジタル
電子撮像装置およびそのデータ転送方法によれば次のよ
うな効果がある。すなわち、固体撮像素子を駆動する第
１のクロック信号に対して２のｎ乗（ｎは正の整数）倍
の周波数の原発振周波数を用いることができ、転送した
データを記録または通信するためのメモリコントローラ
の読み書きサイクルと容易に合わせることが可能とな
る。つまり装置内でのデータハンドリング性を向上させ
ることが可能となる。

【００３４】また、データの合間に撮像条件や音声デー
タ等を配列することで、特殊なヘッダーコードの規約無
しで各種データを付加することができ、付加情報の取り
扱いを容易にすることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態を説明するブロック図である。

【図２】本実施形態における主要部構成図である。

【図３】データ転送例を説明する図である。

【図４】従来例を説明する図である。

【図５】マルチプレックスの例を説明する図である。

【符号の説明】

１１ ＣＣＤ １２ ＣＣＤ駆動回路 １３ タイ
ミング発生器 ２０ 信号処理回路 ２６ マルチプレクサ ２８
クロック発生回路

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固体撮像素子で生成された画像信号を各
   々所定ビット数から成る複数のデジタル信号として出力
   するデジタル電子撮像装置において、 前記固体撮像素子を第１のクロック信号によって駆動す
   るタイミング発生手段と、 前記タイミング発生手段にて生成した前記第１のクロッ
   ク信号の２のｎ乗（ｎは正の整数）倍の周波数から成る
   第２のクロック信号と同期して前記所定ビット数で前記
   複数のデジタル信号を配列して出力するマルチプレクサ
   とを備えていることを特徴とするデジタル電子撮像装
   置。
2. 【請求項２】 前記マルチプレクサは、前記複数のデジ
   タル信号の合間に音声データを配列することを特徴とす
   る請求項１記載のデジタル電子撮像装置。
3. 【請求項３】 前記マルチプレクサは、前記複数のデジ
   タル信号の合間に前記固体撮像素子による撮像条件デー
   タを配列することを特徴とする請求項１記載のデジタル
   電子撮像装置。
4. 【請求項４】 固体撮像素子で生成された画像信号を各
   々所定ビット数から成る複数のデジタル信号として出力
   するデジタル電子撮像装置のデータ転送方法において、 前記固体撮像素子を駆動する第１のクロック信号に基づ
   き、該第１のクロック信号の２のｎ乗（ｎは正の整数）
   倍の周波数から成る第２のクロック信号を生成し、 前記第２のクロック信号に同期して前記所定ビット数で
   前記複数のデジタル信号を配列して出力することを特徴
   とするデジタル電子撮像装置のデータ転送方法。
5. 【請求項５】 前記第２のクロック信号に同期して出力
   する前記複数のデジタル信号の合間に音声データを配列
   することを特徴とする請求項４記載のデジタル電子撮像
   装置のデータ転送方法。
6. 【請求項６】 前記第２のクロック信号に同期して出力
   する前記複数のデジタル信号の合間に前記固体撮像素子
   による撮像条件データを配列することを特徴とする請求
   項４記載のデジタル電子撮像装置のデータ転送方法。