JPH1093873A - Synchronizing signal pulse generation circuit - Google Patents

Synchronizing signal pulse generation circuit

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JPH1093873A
JPH1093873A JP8261164A JP26116496A JPH1093873A JP H1093873 A JPH1093873 A JP H1093873A JP 8261164 A JP8261164 A JP 8261164A JP 26116496 A JP26116496 A JP 26116496A JP H1093873 A JPH1093873 A JP H1093873A
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pulse signal
counting
counter
reference clock
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Yasunori Hashimoto
益典 橋本
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a synchronizing signal pulse generation circuit for driving a solid-state image pickup element, which does not malfunctions even if the frequency of a reference clock pulse signal is high, suppresses whole consumption current and suppresses synchronous noise (FPN). SOLUTION: A counting circuit for counting the reference clock pulse signal is constituted by a Johnson counter where the D-type flip flops 1-8 of rise synchronous types are shift register-connected and the inverted output NQ of the D-type flip flop 8 in a final stage is fed back and connected to the D-type flip flop 1 in an initial stage. Thus, a state variable becomes uniform and synchronous noise (FPN) is suppressed. When the period of the reference clock pulse signal T>=tpd (CK→Q or CK→NA)+tSU (setup time) is satisfied, a normal operation is executed and therefore speed can be improved.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、撮像システムに
用いる固体撮像素子の駆動用の同期信号パルス発生回路
(SSG)に関し、特に高速動作し且つ同期性ノイズの
発生の抑制に効果がある同期信号パルス発生回路に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a synchronous signal pulse generating circuit (SSG) for driving a solid-state image sensor used in an image pickup system, and more particularly to a synchronous signal which operates at high speed and is effective in suppressing the occurrence of synchronous noise. The present invention relates to a pulse generation circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、固体撮像素子をテレビカメラ用
として動作させるには、同期信号発生回路から得られる
水平同期パルス信号と垂直同期パルス信号とで、固体撮
像素子を駆動するパルスを形成することが必要である。
この場合の撮像システムの構成例を図10に示す。図10に
おいて、101 はレンズ、102 は固体撮像素子、103 は固
体撮像素子内部で発生したランダムノイズを抑制するた
めのCDS回路、104 はCDS回路103 の出力信号にガ
ンマ補正等の処理を行う信号処理回路、105 は固体撮像
素子102 の駆動制御回路、106 は同期信号パルス発生回
路で、f0 は基準クロックパルス信号、HD ,VD は水
平同期、垂直同期パルス信号を示している。
2. Description of the Related Art Generally, in order to operate a solid-state imaging device for a television camera, a pulse for driving the solid-state imaging device is formed by a horizontal synchronization pulse signal and a vertical synchronization pulse signal obtained from a synchronization signal generation circuit. is required.
FIG. 10 shows a configuration example of the imaging system in this case. In FIG. 10, 101 is a lens, 102 is a solid-state imaging device, 103 is a CDS circuit for suppressing random noise generated inside the solid-state imaging device, and 104 is a signal for performing processing such as gamma correction on an output signal of the CDS circuit 103. processing circuit, 105 is a drive control circuit of the solid-state imaging device 102, 106 is a synchronous signal pulse generating circuit, f 0 is the reference clock pulse signal, H D, V D is the horizontal sync shows vertical sync pulse signal.

【0003】そして、一般的に水平同期系の処理信号
は、映像期間中にカウンタによる多段分周によって形成
される。したがって、従来からのバイナリーカウンタを
用いた場合、映像システムの実装基板上での占有面積の
低減などのための集積回路化に対応するため、同期信号
パルス発生回路と駆動制御回路とを単一半導体基板で集
積回路化すると、集積回路内で同期信号パルス発生回路
が駆動制御回路に干渉し映像信号に強い影響を与え、タ
テスジ状の固定パターンノイズ(FPN)が映像に現れ
る。
[0003] In general, a horizontal synchronization processing signal is formed by multi-stage frequency division by a counter during a video period. Therefore, when a conventional binary counter is used, the synchronization signal pulse generation circuit and the drive control circuit are integrated into a single semiconductor in order to cope with the integration of the video system on the mounting substrate to reduce the area occupied on the mounting board. When an integrated circuit is formed on a substrate, a synchronous signal pulse generating circuit interferes with a drive control circuit in the integrated circuit and strongly affects a video signal, and a fixed pattern noise (FPN) in the form of a tape appears in a video.

【0004】これは、前記バイナリーカウンタの状態遷
移に伴う電源回路の瞬間的な電流変化による電圧変動
が、駆動制御回路を含めた駆動出力へ影響を及ぼすため
と考えられている。
It is considered that this is because a voltage change due to an instantaneous current change of the power supply circuit accompanying the state transition of the binary counter affects a drive output including a drive control circuit.

【0005】この問題点を解消するため、テレビジョン
学会誌Vol.46,No.1,pp.97〜99(1992)には、グレ
イコードによる計数動作を行う計数回路が開示されてい
る。グレイコードは10進数でのn計数に対するN段構成
の計数回路において、各状態遷移に対して常にフリップ
フロップの変化数が1であるようなコードであり、6段
の計数段(Q0 〜Q5 )場合の回路構成例を図11に示
し、その動作を示すタイミングチャートを図12に示す。
図11において、111 は主クロック入力端子、112〜114
は電源電圧、121 は立ち下がり同期タイプのJK型フリ
ップフロップ、122 〜126 は立ち上がり同期タイプのJ
K型フリップフロップ、127 〜142 は2入力AND回路
である。
In order to solve this problem, the Journal of the Institute of Television Engineers of Japan, Vol. 46, No. 1, pp. 97 to 99 (1992) disclose a counting circuit that performs a counting operation using a gray code. The Gray code is a code in which the number of changes of the flip-flop is always 1 for each state transition in a counting circuit having an N-stage configuration for n-counting in a decimal number, and has 6 counting stages (Q 0 to Q 5 ) An example of a circuit configuration in the case is shown in FIG. 11, and a timing chart showing the operation is shown in FIG.
In FIG. 11, 111 is a main clock input terminal, and 112 to 114
Is a power supply voltage, 121 is a falling synchronous type JK flip-flop, and 122 to 126 are rising synchronous type J flip-flops.
K-type flip-flops 127 to 142 are two-input AND circuits.

【0006】このグレイコードカウンタで構成した計数
回路は、図12の(E)で示すように、状態変化数は常に
2と小さく、桁上がりによる一斉変化も存在しない。ま
た同時変化数は均等化している。したがって、FPN信
号も抑制され、出力映像面においては、視覚的障害のな
い水準まで低下したと報告されている。
As shown in FIG. 12 (E), the counting circuit composed of the Gray code counter always has a small number of state changes of 2, and there is no simultaneous change due to a carry. The number of simultaneous changes is equalized. Therefore, it is reported that the FPN signal is also suppressed, and the output image plane is reduced to a level without visual impairment.

【0007】また、特開平6−261222号公報に
も、同様の主旨のグレイコードカウンタを用いた同期信
号パルス発生回路について開示がなされており、その回
路構成を図13に、動作タイミングチャートを図14に示
す。図13において、151 はインバータ回路、152,155,15
8,161,164 は立ち上がり同期タイプJK型フリップフロ
ップ、153,154,156,157,159,160,162,163 は2入力AN
D回路である。そして上記公報には、更に上記グレイコ
ードカウンタのカウント数を、固体撮像素子の画素数に
応じて切り替えるように構成することについても開示が
なされている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-261222 also discloses a synchronizing signal pulse generation circuit using a gray code counter having the same purpose. FIG. 13 shows the circuit configuration and FIG. 13 shows an operation timing chart. See Figure 14. In FIG. 13, 151 is an inverter circuit, 152, 155, 15
8,161,164 are rising synchronous type JK type flip-flops, 153,154,156,157,159,160,162,163 are 2-input AN
This is a D circuit. The above-mentioned publication also discloses that the count number of the gray code counter is switched in accordance with the number of pixels of the solid-state imaging device.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ところで、高速カメラ
システムの同期信号パルス発生回路に対して、上記従来
のグレイコードカウンタを用いた場合には、誤動作を発
生させてしまうという問題点がある。次に、その理由を
図13,図14を用いて説明する。図13に示したグレイコー
ドカウンタを用いた計数回路においては、太線で示した
経路が、計数回路の最高周波数を決めるクリティカルパ
スとなる。具体的には、図14のタイミングチャートに示
すように、基準クロックパルス信号の“L”の期間(T
/2)に、インバータ回路151 の立ち上がり遅延時間:
PLH (151) と、JK型フリップフロップ152 のクロッ
ク入力CK↑から出力QN↑までの遅延時間:tPLH (1
52)と、2入力AND回路154,157,160,162 の立ち上が
り遅延時間:tPLH (154) ,tPLH (157) ,tPLH (16
0) ,tPLH (162) と、JK型フリップフロップ164 の
セットアップ時間:tSU(164) との総和が間に合わなけ
れば、カウントアップできず、誤動作してしまう。
By the way, when the above-mentioned conventional gray code counter is used for a synchronizing signal pulse generating circuit of a high-speed camera system, there is a problem that a malfunction occurs. Next, the reason will be described with reference to FIGS. In the counting circuit using the gray code counter shown in FIG. 13, the path indicated by the thick line is a critical path that determines the highest frequency of the counting circuit. More specifically, as shown in the timing chart of FIG. 14, the period (T)
/ 2) shows the rise delay time of the inverter circuit 151:
t PLH (151) and the delay time from the clock input CK # to the output QN # of the JK flip-flop 152: t PLH (1
52) and the rise delay time of the two-input AND circuits 154, 157, 160, 162: t PLH (154), t PLH (157), t PLH (16
If the sum of 0), t PLH (162) and the setup time of the JK flip-flop 164: t SU (164) is not enough, the count-up cannot be performed and a malfunction occurs.

【0009】すなわち、デューティ比が50%の場合は、
基準クロックパルス信号の半分(T/2)は、次式
(1)を満たす必要がある。 T/2≧tPLH (151) +tPLH (152) +tPLH (154) +tPLH (157) +tPLH (160) +tPLH (162) +tSU(164) ・・・・・・・(1)
That is, when the duty ratio is 50%,
Half (T / 2) of the reference clock pulse signal needs to satisfy the following equation (1). T / 2 ≧ t PLH (151) + t PLH (152) + t PLH (154) + t PLH (157) + t PLH (160) + t PLH (162) + t SU (164) (1)

【0010】C−MOSデバイスでは、設計マージンを
考慮すると、この値が約14nsとなるので、35MH以上の
基準クロックパルス信号では、設計が困難になってしま
う。特に多画素化等でビット数が増加すると、グレイコ
ードカウンタでは実現不可能となる。
In a C-MOS device, this value is about 14 ns in consideration of a design margin, so that it becomes difficult to design a reference clock pulse signal of 35 MH or more. In particular, when the number of bits increases due to the increase in the number of pixels, the gray code counter cannot be realized.

【0011】また、前記従来のグレイコードカウンタを
用いた計数回路においては、同時変化数を均等化するた
めに、余分なゲートを付加接続している。すなわち、図
11に示したテレビジョン学会誌に開示されているものに
おいては、2入力ANDゲート137 〜142 が同時変化数
を均等化するための余分なゲートにあたり、また特開平
6−261222号公報開示のものにおいては、図15で
示す負荷容量一致回路170 が、同時変化数を均等化する
ための余分なゲートにあたる。なお、図16に、その負荷
容量一致回路の回路構成例を、図17に動作タイミングを
示している。このような余分のゲートの付加は、消費電
流の増大となり、発熱・バッテリーの寿命等から高速カ
メラには向かないという問題点がある。
In the conventional counting circuit using a gray code counter, an extra gate is additionally connected in order to equalize the number of simultaneous changes. That is, the figure
In the one disclosed in the Journal of the Television Society shown in FIG. 11, two-input AND gates 137 to 142 are extra gates for equalizing the number of simultaneous changes, and those disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-261222. In FIG. 15, the load capacitance matching circuit 170 shown in FIG. 15 corresponds to an extra gate for equalizing the number of simultaneous changes. FIG. 16 shows a circuit configuration example of the load capacitance matching circuit, and FIG. 17 shows operation timing. The addition of such an extra gate increases current consumption, and is not suitable for a high-speed camera due to heat generation and battery life.

【0012】更に、前記従来の技術においては、N個の
フリップフロップでグレイコードカウンタを実現した場
合、全体で2N 個の状態数がある。そして、たまたま使
用しない状態がある場合、その状態をマスクするゲート
回路が必要になってくる。このようなマスク用ゲート回
路を実現するには、どうしても回路規模が大きくなり、
ひいてはマスクするゲート回路により同時変化数を均等
化することを、ますます困難にしてしまう。
Further, in the conventional technique, when a gray code counter is realized by N flip-flops, there are 2 N states in total. If there is a state that is not used by chance, a gate circuit for masking that state becomes necessary. In order to realize such a mask gate circuit, the circuit scale is inevitably increased,
As a result, it becomes increasingly difficult to equalize the number of simultaneous changes by using a gate circuit to be masked.

【0013】本発明は、従来のグレイコードカウンタを
用いた同期信号パルス発生回路における上記問題点を解
消するためになされたもので、同時変化数を抑えること
によりFPNを抑圧し、基準クロックパルス信号の周波
数が高い場合でも誤動作せず、余分なゲートを取り除い
て全体の消費電流を抑え、状態数が偶数ならばマスク回
路が不要となる、高速カメラに適した固体撮像素子駆動
用の同期信号パルス発生回路を提供することを目的とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problem in a conventional synchronous signal pulse generation circuit using a gray code counter. The present invention suppresses FPN by suppressing the number of simultaneous changes and suppresses a reference clock pulse signal. Synchronous signal pulse for driving a solid-state image sensor suitable for high-speed cameras, which does not malfunction even when the frequency is high, eliminates extra gates, suppresses overall current consumption, and eliminates the need for a mask circuit if the number of states is even. It is an object to provide a generating circuit.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めの本発明の骨子は、バイナリーカウンタやグレイコー
ドカウンタに代えてジョンソンカウンタを用い、高速動
作し且つ同期性ノイズ(FPN)が発生しにくい同期信
号パルス発生回路を構成するものである。すなわち請求
項1記載の発明は、基準クロックパルス信号を入力し
て、水平同期パルス信号及び垂直同期パルス信号を発生
する固体撮像素子駆動用の同期信号パルス発生回路にお
いて、基準クロックパルス信号をカウントする計数回路
をジョンソンカウンタで構成するものである。
The gist of the present invention for solving the above problems is to use a Johnson counter in place of a binary counter or a gray code counter, operate at high speed, and generate synchronous noise (FPN). This constitutes a difficult synchronization signal pulse generation circuit. That is, in the first aspect of the present invention, a reference clock pulse signal is input, and the reference clock pulse signal is counted in a synchronous signal pulse generation circuit for driving a solid-state imaging device that generates a horizontal synchronization pulse signal and a vertical synchronization pulse signal. The counting circuit is constituted by a Johnson counter.

【0015】次に、上記請求項1記載の発明における計
数回路の構成を説明するための回路構成を図1に、その
動作タイミングを図2に示す。図1は、図11及び図13に
示した従来のグレイコードカウンタを用いた16進カウン
タをジョンソンカウンタで構成したものである。図1に
おいて、1〜8は、立ち上がり同期タイプのD型フリッ
プフロップであり、D型フリップフロップ1の正転出力
0 はD型フリップフロップ2のD入力へ、D型フリッ
プフロップ2の正転出力Q1 はD型フリップフロップ3
のD入力へ、D型フリップフロップ3の正転出力Q2
D型フリップフロップ4のD入力へ、D型フリップフロ
ップ4の正転出力Q3 はD型フリップフロップ5のD入
力へ、・・・・・D型フリップフロップ7の正転出力Q
6 はD型フリップフロップ8のD入力へとシフトレジス
タ接続され、最終段D型フリップフロップ8の反転出力
NQ7 は、初段のD型フリップフロップ1のD入力へ帰
還接続されている。
Next, FIG. 1 shows a circuit configuration for explaining the configuration of the counting circuit according to the first aspect of the present invention, and FIG. 2 shows its operation timing. FIG. 1 shows a configuration in which a hexagonal counter using the conventional gray code counter shown in FIGS. 11 and 13 is constituted by a Johnson counter. In FIG. 1, reference numerals 1 to 8 denote rising synchronous D-type flip-flops. A normal output Q 0 of the D-type flip-flop 1 is supplied to a D input of the D-type flip-flop 2 and a normal output of the D-type flip-flop 2 is output. The force Q 1 is a D flip-flop 3
Of D to the input, non-inverted output Q 2 of the D-type flip-flop 3 to the D input of a D-type flip-flop 4, non-inverted output Q 3 of the D-type flip-flop 4 to the D input of a D-type flip-flop 5, - .... Normal output Q of D-type flip-flop 7
6 is a shift register connected to the D input of a D-type flip-flop 8, the inverted output NQ 7 of the last stage D-type flip-flop 8 is feedback-connected to the D input of the first D-type flip-flop 1.

【0016】このように構成されている計数回路は、図
2に示すように各D型フリップフロップが基準クロック
CKの立ち上がりで1ビットずつ順番に変化する。した
がって、グレイコードカウンタと同じように状態変化数
が均一なので、同期性ノイズ(FPN)を抑圧すること
ができる。また、ジョンソンカウンタの動作周波数は、
配線の遅延を無視すれば、ビット数が増加してもシフト
レジスタとして動作する条件、周期T≧tpd(CK→Q
又はCK→NQの遅延時間)+tSU(セットアップ時
間)、を満たせば正常動作する。CMOSデバイスでも
200MHz 以上のクロックで動作することが確認されて
いる。
In the counting circuit configured as described above, each D-type flip-flop changes one bit at a time at the rise of the reference clock CK, as shown in FIG. Therefore, since the number of state changes is uniform as in the case of the gray code counter, the synchronizing noise (FPN) can be suppressed. Also, the operating frequency of the Johnson counter is
If the wiring delay is ignored, the condition for operating as a shift register even if the number of bits increases, the period T ≧ t pd (CK → Q
Or, if CK → NQ delay time) + t SU (setup time) is satisfied, the circuit operates normally. Even in CMOS devices
It has been confirmed that it operates with a clock of 200 MHz or more.

【0017】また請求項2記載の発明は、基準クロック
パルス信号を入力して、水平同期パルス信号及び垂直同
期パルス信号を発生する固体撮像素子駆動用の同期信号
パルス発生回路において、基準クロックパルス信号をカ
ウントする計数回路の下位ビットをジョンソンカウンタ
で、上位ビットをグレイコードカウンタで構成するもの
である。また請求項3記載の発明は、請求項2記載の同
期信号パルス発生回路において、前記計数回路を構成す
るジョンソンカウンタ及びグレイコードカウンタのカウ
ント数は、前記固体撮像素子の水平方向の画素数に応じ
て切り替えられるように構成するものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a synchronous signal pulse generating circuit for driving a solid-state imaging device which receives a reference clock pulse signal and generates a horizontal synchronous pulse signal and a vertical synchronous pulse signal. The lower bit of the counting circuit that counts the number of bits is a Johnson counter, and the upper bit is a Gray code counter. According to a third aspect of the present invention, in the synchronous signal pulse generating circuit according to the second aspect, the count numbers of the Johnson counter and the gray code counter constituting the counting circuit are determined according to the number of pixels in the horizontal direction of the solid-state imaging device. It is configured so that it can be switched over.

【0018】上記請求項2及び3記載の各発明を概念図
で示すと図3のように表され、計数回路の下位ビットは
ジョンソンカウンタ(1/Xカウンタ,Mビット)11,
上位ビットはグレイコードカウンタ(1/Yカウンタ,
Nビット)12で構成され、このように初段をジョンソン
カウンタ11で受けているので、前記請求項1記載の発明
と同様に、FPNを抑圧し高速で動作することが可能で
ある。更に、請求項3記載の発明においては、ジョンソ
ンカウンタはMビットなのでX=2×Mと表現でき、グ
レイコードカウンタはNビットなのでY=2N と表現で
きる。したがって、固体撮像素子の水平画素数は、X×
Y=2×M×2N となり、画素数が偶数であれば、容易
に計数回路を実現することができる。そして、ジョンソ
ンカウンタ及びグレイコードカウンタのカウント数X,
Yの値を切り替えることにより、種々の水平画素数の固
体撮像素子に対応させることができる。
FIG. 3 is a conceptual diagram showing each of the inventions according to the second and third aspects of the present invention. The lower bits of the counting circuit are Johnson counters (1 / X counter, M bits) 11,
The upper bits are the gray code counter (1 / Y counter,
Since the first stage is received by the Johnson counter 11, the FPN can be suppressed and the operation can be performed at high speed, as in the first embodiment. Further, in the invention according to claim 3, since the Johnson counter has M bits, it can be expressed as X = 2 × M, and since the Gray code counter has N bits, it can be expressed as Y = 2 N. Therefore, the number of horizontal pixels of the solid-state imaging device is X ×
If Y = 2 × M × 2 N and the number of pixels is even, a counting circuit can be easily realized. Then, the count numbers X,
By switching the value of Y, it is possible to correspond to a solid-state imaging device having various numbers of horizontal pixels.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】次に実施の形態について説明す
る。図4は本発明に係る同期信号パルス発生回路の第1
の実施の形態の計数回路を示す回路構成図で、図5はそ
の動作を説明するための説明図である。この実施の形態
は、請求項1記載の発明に対応するもので、図1に示し
た基本構成に2入力OR回路21,2入力AND回路22,
7入力AND回路23,7入力OR回路24が追加された構
成となっている。この4個の回路によってブービートラ
ップ回路(Booby Trap)25を構成している。このブービ
ートラップ回路25は、任意のフリップフロップがノイズ
等の誤動作で反転してしまう可能性がある場合、システ
ムの暴走やハングアップ等を防ぐために正常な動作に戻
してやる回路であり、次に図5に基づいて、上記ブービ
ートラップ回路25を備えた計数回路の動作について説明
する。
Next, an embodiment will be described. FIG. 4 shows a first example of the synchronization signal pulse generation circuit according to the present invention.
FIG. 5 is a circuit diagram showing the counting circuit according to the embodiment, and FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining its operation. This embodiment corresponds to the first aspect of the present invention, and has a two-input OR circuit 21, a two-input AND circuit 22,
The configuration is such that a 7-input AND circuit 23 and a 7-input OR circuit 24 are added. The four circuits constitute a booby trap circuit (Booby Trap) 25. This booby trap circuit 25 is a circuit for returning to normal operation in order to prevent runaway or hang-up of the system when an arbitrary flip-flop may be inverted due to a malfunction such as noise. 5, the operation of the counting circuit including the booby trap circuit 25 will be described.

【0020】図5に示す動作は、カウント値が“0”,
“1”の時は正常動作しているが、“2”の時にD型フ
リップフロップ6の内容がノイズ等で反転し、その出力
端子Q5へ出力されてしまった例を示している。図5に
おいて、点線の丸印が誤ビットを示している。そして、
ブービートラップ回路が設けられていない場合には、そ
れ以降誤ビットが伝搬し、システムリセットをかけない
限り永遠に誤ループから抜けなくなってしまう。一方、
ブービートラップ回路が設けられている場合は、カウン
ト値が“3”,“4”までは誤ビットが伝搬している
が、カウント値が“5”になると正常動作に復帰するこ
とがわかる。
In the operation shown in FIG. 5, the count value is "0",
In this example, the operation is normal when "1", but the content of the D-type flip-flop 6 is inverted due to noise or the like when "2" and output to the output terminal Q5. In FIG. 5, dotted circles indicate erroneous bits. And
If the booby trap circuit is not provided, an erroneous bit propagates thereafter, so that the erroneous loop will not go out forever unless a system reset is performed. on the other hand,
When a booby trap circuit is provided, an erroneous bit propagates up to the count value of “3” and “4”, but when the count value becomes “5”, the operation returns to the normal operation.

【0021】次に、ジョンソンカウンタの他の特長につ
いて説明する。同期信号パルス発生回路の機能として
は、水平同期パルス信号を発生する必要があるが、その
ためにはカウンタの出力をデコードしなければならな
い。この場合、グレイコードカウンタは全ビットからの
情報をもとにデコードしなければならないが、ジョンソ
ンカウンタの場合、隣り合う2ビットからの情報をもと
につくればよく、非常に簡単な構成で実現できる。例え
ば、カウント値7をデコードしたい場合、図6に示すよ
うな1個の2入力AND回路26で構成できる。しかも、
1ビットしか変化しないのでバイナリーカウンタのよう
なスタティックハザートも発生しない。
Next, other features of the Johnson counter will be described. As a function of the synchronizing signal pulse generating circuit, it is necessary to generate a horizontal synchronizing pulse signal. For this purpose, the output of the counter must be decoded. In this case, the Gray code counter must decode based on information from all bits, but in the case of the Johnson counter, it can be created based on information from adjacent two bits, and can be realized with a very simple configuration. it can. For example, when it is desired to decode the count value 7, it can be constituted by one 2-input AND circuit 26 as shown in FIG. Moreover,
Since only one bit changes, a static hazard such as a binary counter does not occur.

【0022】次に、第2の実施の形態を図7に基づいて
説明する。この実施の形態は請求項2記載の発明に対応
するもので、図8はその動作を説明するタイミングチャ
ートである。計数回路は、通常カウント値が大きくなる
と、ジョンソンカウンタでは回路規模が大きくなり、一
方グレイコードカウンタではクリティカルパスのゲート
の段数が増加するので高速化には向かないという欠点を
持っていた。本実施の形態は、上記両方の欠点を相補う
ようにしたもので、計数回路の下位ビットをジョンソン
カウンタで、上位ビットをグレイコードカウンタで構成
したものである。
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. This embodiment corresponds to the invention described in claim 2, and FIG. 8 is a timing chart for explaining the operation. The counting circuit has a drawback that when the count value is generally increased, the circuit size of the Johnson counter is increased, while the gray code counter is not suitable for high-speed operation because the number of critical path gates increases. In the present embodiment, both of the above disadvantages are complemented, and the lower bits of the counting circuit are constituted by a Johnson counter and the upper bits are constituted by a gray code counter.

【0023】図7の図示例は、6進のジョンソンカウン
タと、4進のグレイコードカウンタで構成したもので、
24進カウンタとなっている。31〜36は立ち上がり同期タ
イプのD型フリップフロップ、37,39は2入力OR回
路、38,40は2入力AND回路、41,42は排他的論理積
(Ex−NOR)回路を示しており、点線で囲んだ回路
37〜40からなる部分がブービートラップ回路43で、図4
に示した第1の実施の形態で説明したものと同一機能を
もつものである。
The example shown in FIG. 7 comprises a hexagonal Johnson counter and a quaternary gray code counter.
It is a 24-digit counter. Reference numerals 31 to 36 denote rising-edge synchronous D-type flip-flops, 37 and 39 denote two-input OR circuits, 38 and 40 denote two-input AND circuits, and 41 and 42 denote exclusive logical product (Ex-NOR) circuits. Circuit enclosed by dotted line
The part consisting of 37 to 40 is the booby trap circuit 43, and FIG.
Have the same functions as those described in the first embodiment shown in FIG.

【0024】このように構成された第2の実施の形態に
よれば、ジョンソンカウンタのみで構成した場合には、
12個必要なD型フリップフロップが6個で済む。また、
この計数回路の最高周波数を決めるクリティカルパス
は、カウント値が“3”から“4”へ遷移する際の、図
7において太線で示した経路である。したがって、次式
(2)を満たせば正常動作する。 周期T≧tPHL (33:CK→NQ)+tPHL (37)+tPHL (38) +tPHL (39)+tSU(31) ・・・・・・・・・・・・・・・(2) これによりCMOSデバイスでも 100MHz 程度まで動
作することがわかる。
According to the second embodiment configured as described above, when only the Johnson counter is used,
Six D-type flip-flops, which are required for twelve, are sufficient. Also,
The critical path that determines the highest frequency of the counting circuit is a path indicated by a thick line in FIG. 7 when the count value changes from “3” to “4”. Therefore, if the following expression (2) is satisfied, normal operation is performed. Period T ≧ t PHL (33: CK → NQ) + t PHL (37) + t PHL (38) + t PHL (39) + t SU (31) (2) This shows that even a CMOS device operates up to about 100 MHz.

【0025】次に、第3の実施の形態を図9に基づいて
説明する。この実施の形態は請求項3記載の発明に対応
するもので、図9において、51はMビットジョンソンカ
ウンタ、52はNビットグレイコードカウンタ、53はMビ
ットジョンソンカウンタ51の出力Qm とNビットグレイ
コードカウンタ52のEN端子間に接続されたトグルフリ
ップフロップである。表1は、このように構成された計
数回路において、N=8,水平走査線本数H=1024本,
フレーム周期Tf =1/30秒の場合における、Mの値と
固体撮像素子の画素数及び基準クロックパルス信号の周
波数f0 との関係を示す表である。すなわち、 画素数=水平同期パルス信号発生器のカウンタ値×水平走査線数 =28 ×(2×M)×1024 ≒50×M(万画素) また、周波数=画素数/周期 =(50×M)×30 =15×M(MHz ) となる。この表からMが1だけ増加する毎に、画素数で
は50万画素ずつ増加し、周波数では15MHz ずつ増加し
ていることがわかる。
Next, a third embodiment will be described with reference to FIG. This embodiment corresponds to the invention described in claim 3, 9, 51 M-bit Johnson counter, 52 N-bit Gray code counter 53 the output Q m and N bits of M-bit Johnson counter 51 This is a toggle flip-flop connected between the EN terminals of the gray code counter 52. Table 1 shows that in the counting circuit thus configured, N = 8, the number of horizontal scanning lines H = 1024,
9 is a table showing the relationship between the value of M, the number of pixels of the solid-state imaging device, and the frequency f 0 of the reference clock pulse signal when the frame period Tf = 1/30 seconds. That is, the number of pixels = counter value of the horizontal synchronization pulse signal generator × the number of horizontal scanning lines = 28 × (2 × M) × 1024 × 50 × M (10,000 pixels) Further, frequency = number of pixels / period = (50 × M) × 30 = 15 × M (MHz). From this table, it can be seen that every time M increases by 1, the number of pixels increases by 500,000 pixels and the frequency increases by 15 MHz.

【0026】[0026]

【表1】 [Table 1]

【0027】このように固体撮像素子の水平方向の画素
数に応じて、各カウンタを構成するフリップフロップの
数を変化させることにより、種々のカウンタを作成する
ことができる。
As described above, various counters can be created by changing the number of flip-flops constituting each counter in accordance with the number of pixels in the horizontal direction of the solid-state imaging device.

【0028】以上、3種の実施の形態について説明を行
ったが、本発明の主旨を逸脱しない限り、種々の変形例
や応用例が可能なことは、言うまでもない。
Although the three embodiments have been described above, it goes without saying that various modifications and application examples are possible without departing from the gist of the present invention.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上実施の形態に基づいて説明したよう
に、本発明によれば、同時変化数を抑えることによりF
PNを抑圧でき、基準クロックパルス信号の周波数が高
い場合でも誤動作せず、また余分なゲートを取り除いて
全体の消費電流を抑えることができ、しかも水平方向の
画素数が偶数ならばマスク回路が不要となる高速カメラ
に適した固体撮像素子駆動用の同期信号パルス発生回路
を実現することができる。
As described above with reference to the embodiments, according to the present invention, by suppressing the number of simultaneous changes, F
PN can be suppressed, malfunction does not occur even when the frequency of the reference clock pulse signal is high, and the total current consumption can be suppressed by removing extra gates. In addition, if the number of pixels in the horizontal direction is an even number, no mask circuit is required A synchronous signal pulse generation circuit for driving a solid-state imaging device suitable for a high-speed camera can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】請求項1記載の発明に係る同期信号パルス発生
回路の計数回路の基本構成を示す回路構成図である。
FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing a basic configuration of a counting circuit of a synchronization signal pulse generation circuit according to the first embodiment of the present invention.

【図2】図1に示した計数回路の動作を説明するための
タイミングチャートである。
FIG. 2 is a timing chart for explaining the operation of the counting circuit shown in FIG.

【図3】請求項2及び3記載の発明を説明するための概
念図である。
FIG. 3 is a conceptual diagram for explaining the invention described in claims 2 and 3;

【図4】本発明の具体的な第1の実施の形態の計数回路
を示す回路構成図である。
FIG. 4 is a circuit configuration diagram showing a counting circuit according to a specific first embodiment of the present invention.

【図5】図4に示した第1の実施の形態の計数回路にお
けるブービートラップ回路の有無による動作比較を説明
するための図である。
FIG. 5 is a diagram for explaining an operation comparison depending on the presence or absence of a booby trap circuit in the counting circuit of the first embodiment shown in FIG. 4;

【図6】ジョンソンカウンタのデコード回路の構成例を
示す図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example of a decoding circuit of a Johnson counter.

【図7】第2の実施の形態の計数回路を示す回路構成図
である。
FIG. 7 is a circuit diagram illustrating a counting circuit according to a second embodiment;

【図8】図7に示した計数回路の動作を説明するための
タイミングチャートである。
FIG. 8 is a timing chart for explaining the operation of the counting circuit shown in FIG. 7;

【図9】第3の実施の形態の計数回路を示すブロック構
成図である。
FIG. 9 is a block diagram illustrating a counting circuit according to a third embodiment;

【図10】一般的なテレビカメラのシステム構成例を示す
ブロック構成図である。
FIG. 10 is a block diagram illustrating a system configuration example of a general television camera.

【図11】従来の計数回路の構成例を示す回路構成図であ
る。
FIG. 11 is a circuit configuration diagram illustrating a configuration example of a conventional counting circuit.

【図12】図11に示した計数回路の動作を説明するための
タイミングチャートである。
12 is a timing chart for explaining the operation of the counting circuit shown in FIG.

【図13】従来の計数回路の他の構成例を示す回路構成図
である。
FIG. 13 is a circuit configuration diagram showing another configuration example of a conventional counting circuit.

【図14】図13に示した計数回路の動作を説明するための
タイミングチャートである。
14 is a timing chart for explaining the operation of the counting circuit shown in FIG.

【図15】図13に示した従来の計数回路に負荷容量一致回
路を付加した回路構成を示す図である。
15 is a diagram illustrating a circuit configuration in which a load capacitance matching circuit is added to the conventional counting circuit illustrated in FIG. 13;

【図16】図15に示した負荷容量一致回路の構成例を示す
回路構成図である。
16 is a circuit configuration diagram illustrating a configuration example of a load capacitance matching circuit illustrated in FIG. 15;

【図17】図16に示した負荷容量一致回路の動作説明用の
タイミングチャートである。
17 is a timing chart for explaining the operation of the load capacitance matching circuit shown in FIG. 16;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1〜8,31〜36 D型フリップフロップ 21,37,39 2入力NOR回路 22,26, 38,40 2入力AND回路 23 7入力AND回路 24 7入力NOR回路 25,43 ブービートラップ回路 41,42 排他的論理積回路 51 m進ジョンソンカウンタ 52 n進グレイコードカウンタ 53 ドグルフリップフロップ 1 to 8, 31 to 36 D-type flip-flops 21, 37, 39 2-input NOR circuit 22, 26, 38, 40 2-input AND circuit 23 7-input AND circuit 24 7-input NOR circuit 25, 43 Booby trap circuit 41, 42 Exclusive AND circuit 51 m-ary Johnson counter 52 n-ary Gray code counter 53 dog flip-flop

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基準クロックパルス信号を入力して、水
平同期パルス信号及び垂直同期パルス信号を発生する固
体撮像素子駆動用の同期信号パルス発生回路において、
基準クロックパルス信号をカウントする計数回路をジョ
ンソンカウンタで構成したことを特徴とする同期信号パ
ルス発生回路。
1. A synchronous signal pulse generating circuit for driving a solid-state imaging device which receives a reference clock pulse signal and generates a horizontal synchronous pulse signal and a vertical synchronous pulse signal.
A synchronization signal pulse generating circuit, wherein a counting circuit for counting a reference clock pulse signal is constituted by a Johnson counter.
【請求項2】 基準クロックパルス信号を入力して、水
平同期パルス信号及び垂直同期パルス信号を発生する固
体撮像素子駆動用の同期信号パルス発生回路において、
基準クロックパルス信号をカウントする計数回路の下位
ビットをジョンソンカウンタで、上位ビットをグレイコ
ードカウンタで構成したことを特徴とする同期信号パル
ス発生回路。
2. A synchronizing signal pulse generating circuit for driving a solid-state imaging device which receives a reference clock pulse signal and generates a horizontal synchronizing pulse signal and a vertical synchronizing pulse signal.
A synchronization signal pulse generation circuit, wherein lower bits of a counting circuit for counting a reference clock pulse signal are constituted by a Johnson counter, and upper bits are constituted by a gray code counter.
【請求項3】 前記計数回路を構成するジョンソンカウ
ンタ及びグレイコードカウンタのカウント数は、前記固
体撮像素子の水平方向の画素数に応じて切り替えられる
ように構成したことを特徴とする請求項2記載の同期信
号パルス発生回路。
3. The apparatus according to claim 2, wherein the count numbers of the Johnson counter and the gray code counter forming the counting circuit are switched in accordance with the number of pixels in the horizontal direction of the solid-state imaging device. Synchronization signal pulse generation circuit.
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