KR20020063808A - 그레이코드 카운터 - Google Patents

그레이코드 카운터 Download PDF

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KR20020063808A
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샤프 가부시키가이샤
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Abstract

종래에는, 건너뛰는 카운트가 가능한 그레이코드 카운터의 논리설계가 곤란하였다. 비록 그레이코드 카운터로 건너뛰는 카운트가 행해지더라도, 건너뛰는 카운트 수에 의해 동시에 바뀌는 비트의 수가 대폭으로 증대해져 버린다. 이런 문제를 극복하기 위해, 본 발명에 따른 그레이코드 카운터는 1 씩 증가 또는 감소하면서 연속적으로 카운트하는 그레이코드 카운터와, 상기 연속적으로 카운트하는 그레이코드 카운터로부터 출력되는 그레이코드 데이터를 (2의 거듭제곱에서 1을 뺀 값) 씩 건너뛰어서 카운트하는 십진카운트에 대응하는 그레이코드로 변환하는 출력값 변환회로를 구비한다.

Description

그레이코드 카운터{GRAY CODE COUNTER}
본 발명은 그레이코드 카운터에 관한 것이다.
어떤 고체상 이미지센서는 디코더형의 주사회로를 사용한다. 디코더형 주사회로는 카운터를 제공하고, 카운터로부터 출력되는 값과 일치하는 주소를 주사한다. 이 카운터가 바람직한 카운트동작을 행하는 것에 의해, 이미지센서를 얻을 수 있다.
종래, 이런 디코더형 주사회로는 이진 카운터를 사용한다. 그러나, 이진 카운터에서는, 십진 카운트의 1 증가 또는 감소가 동시에 복수의 비트들의 변화를 일으키기도 한다. 예를 들면, 5비트 이진 카운터에 있어서, 도 2에 나타낸 바와 같이, 십진 카운트가 "0" 에서 "1"로 바뀌면, 이진코드는 (00000) 에서 (00001)로 바뀌어지고, 오직 한 비트만 바뀌어진다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 십진 카운트가 "15" 에서 "16"으로 바뀌면, 이진코드는 (01111) 에서 (10000)으로 바뀌어지고, 5비트가 동시에 바뀌어진다. 더 많은 수의 비트들이 동시에 바뀌면, 이 카운터가 구비되어 있는 시스템내에 더 많은 전원전류가 흐르고, 전기소음을 일으킨다. 이것은 시스템 내의 신호들 사이의 간섭을 일으키고, 따라서 시스템의 오동작을 일으킬 수도 있다.
이런 전기소음을 줄이기 위해, 그레이코드 카운터를 사용하는 것이 통상적이다. 도 22는 5비트 그레이코드 카운터의 대표적인 회로구성을 나타낸다.
플립플롭(FF6)의 Q출력단자는 버퍼(BUF1)를 통해 플립플롭(FF1)의 C입력단자에 접속된다. 플립플롭(FF6)의 XQ출력단자는 NAND회로(NA1∼NA4) 각각의 제1입력단자에 접속된다.
NAND회로(NA1)의 제2입력단자는 플립플롭(FF1)의 Q출력단자와 접속된다. NAND회로(NA1)의 출력단자는 반전회로(INV1)를 통해 플립플롭(FF2)의 C입력단자에 접속된다.
NAND회로(NA2)의 제2입력단자는 플립플롭(FF1)의 XQ출력단자와 접속되고, NAND회로(NA2)의 제3입력단자는 플립플롭(FF2)의 Q출력단자와 접속된다. NAND회로(NA2)의 출력단자는 반전회로(INV2)를 통해 플립플롭(FF3)의 C입력단자에 접속된다.
NAND회로(NA3)의 제2입력단자는 플립플롭(FF1)의 XQ출력단자와 접속되고, NAND회로(NA3)의 제3입력단자는 플립플롭(FF2)의 XQ출력단자와 접속되고, NAND회로(NA3)의 제4입력단자는 플립플롭(FF3)의 Q출력단자와 접속된다. NAND회로(NA3)의 출력단자는 반전회로(INV3)를 통해 플립플롭(FF4)의 C입력단자에 접속된다.
NAND회로(NA4)의 제2입력단자는 플립플롭(FF1)의 XQ출력단자와 접속되고, NAND회로(NA4)의 제3입력단자는 플립플롭(FF2)의 XQ출력단자와 접속되고, NAND회로(NA4)의 제4입력단자는 플립플롭(FF3)의 XQ출력단자와 접속되고, NAND회로(NA4)의 제5입력단자는 플립플롭(FF4)의 Q출력단자와 접속된다. NAND회로(NA4)의 출력단자는 반전회로(INV4)를 통해 플립플롭(FF5)의 C입력단자에 접속된다.
또한, 플립플롭(FF1∼FF6) 각각에 있어서, XQ출력단자와 D입력단자는 서로 접속된다. 따라서 플립플롭(FF1∼FF6) 각각에 있어서, C입력단자에 입력되는 클록신호가 상승할 때마다, Q출력단자로부터 출력되는 출력신호는 반전된다.
버퍼(BUF1), NAND회로(NA1∼NA4) 및 반전회로(INV1∼INV4)는 모두 클록생성회로(21)를 구성하고, 클록생성회로(21)는 그레이코드 카운터(2)의 각각의 출력이 반전되는 타이밍을 결정하는 클록을 생성하는 회로이다
다음에는, 그레이코드 카운터(2)의 동작을 도 22 및 도 23을 참조하여 설명할 것이다. 여기서, 플립플롭(FF1∼FF6)의 XS단자에 각각 입력되는 설정신호(SETQ0∼SETQ4, SETNCK)는 항상 "1"로 하고, 플립플롭(FF1∼FF6)의 XR단자에 각각 입력되는 재설정신호(RESETQ0∼RESETQ4, RESETNCK)는 "0"으로 초기설정한 후에 "1"로 바뀐다고 가정한다.
플립플롭(FF6)은 기준클록신호(CK)를 입력받아서, 기준클록신호(CK)가 2로 나누어진 2분주 클록신호(NCK)를 생성하고, 다음 단계의 클록생성회로(21)에 2분주 클록신호(NCK)와 그의 반전신호(NCKX)를 입력한다.
클록생성회로(21)는 2분주 클록신호(NCK)와 같은 클록신호(Q0CKN)를 생성한다. 플립플롭(FF1)은 클록생성회로(21)로부터 클록신호(Q0CKN)를 입력받음으로써, 2분주 클록신호(NCK)가 올라갈 때마다 반전되는 출력신호(Q0p)와 출력신호(Q0p)의 반전신호(QOX)를 출력한다.
클록생성회로(21)는, 또한 출력신호(Q0p)가 "1"인 동안, 2분주 클록신호(NCK)가 내려갈 때, 올라가는 클록신호(Q1CKN)를 생성한다. 플립플롭(FF2)은 클록생성회로(21)로부터 클록신호(Q1CKN)를 입력받음으로써, 클록신호(Q1CKN)가 올라갈 때마다 반전되는 출력신호(Q1p)와 출력신호(Q1p)의 반전신호(Q1X)를 출력한다.
클록생성회로(21)는, 또한 출력신호(Q0p)가 "0"이고 출력신호(Q1p)가 "1"인 동안, 2분주 클록신호(NCK)가 내려갈 때, 올라가는 클록신호(Q2CKN)를 생성한다. 플립플롭(FF3)은 클록생성회로(21)로부터 클록신호(Q2CKN)를 입력받음으로써, 클록신호(Q2CKN)가 올라갈 때마다 반전되는 출력신호(Q2p)와 출력신호(Q2p)의 반전신호(Q2X)를 출력한다.
클록생성회로(21)는, 또한 출력신호(Q0p)가 "0"이고 출력신호(Q1p)가 "0"이고 출력신호(Q2p)가 "1"인 동안, 2분주 클록신호(NCK)가 내려갈 때, 올라가는 클록신호(Q3CKN)를 생성한다. 플립플롭(FF4)은 클록생성회로(21)로부터 클록신호(Q3CKN)를 입력받음으로써, 클록신호(Q3CKN)가 올라갈 때마다 반전되는 출력신호(Q3p)와 출력신호(Q3p)의 반전신호(Q3X)를 출력한다.
클록생성회로(21)는, 또한 출력신호(Q0p)가 "0"이고 출력신호(Q1p)가 "0"이고 출력신호(Q2p)가 "0"이고 출력신호(Q3p)가 "1"인 동안, 2분주 클록신호(NCK)가 내려갈 때, 올라가는 클록신호(Q4CKN)를 생성한다. 플립플롭(FF5)은 클록생성회로(21)로부터 클록신호(Q4CKN)를 입력받음으로써, 클록신호(Q4CKN)가 올라갈 때마다 반전되는 출력신호(Q4p)와 출력신호(Q4p)의 반전신호(Q4X)를 출력한다.
출력신호(Q0p)는 0번째 비트의 출력 즉 최하위비트의 출력이고, 출력신호(Q1p)는 1번째 비트의 출력, 출력신호(Q2p)는 2번째 비트의 출력, 출력신호(Q3p)는 3번째 비트의 출력, 출력신호(Q4p)는 4번째 비트의 출력 즉 최상위비트의 출력이라고 하면, 그레이코드 카운터(2)는 클록신호(CK)의 십진카운트에 대응하는 도 2에 나타난 바와 같은 그레이코드를 출력한다.
그레이코드에 있어서, 연속되는 두 십진카운트들은 한 비트만이 다르고 나머지 비트들은 같은 코드워드로 표현된다. 즉 연속되는 두 십진카운트들 사이에는 한 비트만 바뀐다. 따라서, 그레이코드는 이진코드보다 비트들의 변화가 더 적은 전류를 일으키고, 따라서 소음도 적다.
한편, 고체상 이미지센서에서는, 건너뛰어서 카운트를 행하는 카운터, 즉 비월주사를 행하는 디코더형 주사회로가 필요할 경우가 있다.
예를 들면, 비월주사와 통상(건너뛰지 않는)주사 사이에서 스위칭함으로써, 고체상 이미지센서에 전자줌 기능을 부가할 수 있다. 특히, 통상 이미지센서(전자줌이 없는)에 대해서, 비월주사가 행해지고, 전자줌을 사용하는 이미지센서에 대해서는 통상주사가 행해진다. 여기서, 이것을 달성하는 방법을, 수평으로 200 주소(픽셀)와 수직으로 200 주소(픽셀)의 이미지 감지영역을 갖는 고체상 이미지센서의 경우와, 수평으로 100 픽셀과 수직으로 100 픽셀의 표시영역을 갖는 표시장치의 경우를 예로 들면서 설명할 것이다.
통상 이미지감지(전자줌이 없는)에 있어서, 고체상 이미지센서는 수평, 수직방향 모두 0, 2, 4, ..., 196 및 198과 같이 한 개씩 건너뛰면서 주소를 주사하여, 10,000 (100 ×100) 픽셀의 이미지데이터를 취득하고 표시장치에 표시한다. 전자줌이 사용될 때, 고체상 이미지센서는 수평, 수직방향 모두 0, 1, 2, ..., 98 및 99와 같이 모든 주소를 주사하여, 10,000 (100 ×100) 픽셀의 이미지데이터를 취득하고 표시장치에 표시한다. 이 전자줌이 사용된 경우에, 표시된 이미지는 통상 이미지감지로 얻어진 이미지의 좌상 부분이 4배 확대된다.
또한, 고체상 이미지센서에 있어서, 정지화상과 동영상 모두를 취하는 경우가 있다. 동영상의 경우, 처리주파수의 제한 때문에 모든 주소를 주사하는 것이 어려운 경우가 있다. 반면에, 정지화상의 경우, 이런 처리주파수의 제한이 없으므로, 가능한 한 높은 해상도를 얻기 위해 모든 주소를 주사하는 것이 바람직하다. 따라서, 정지화상에서는 모든 주소를 주사하고 동영상에서는 건너뛰는 방식으로 주소를주사하는 것이 바람직하다.
그러나, 그레이코드는 이진코드보다 연산(특히, 가산)을 하는 것이 더 어렵고 코드자체가 복잡하다. 이것은 건너뛰는 카운트를 할 수 있는 그레이코드 카운터의 논리설계를 어렵게 한다. 이 때문에, 상술한 바와 같은 건너뛰는 카운트가 필요한 경우에, 종래에는 이진 카운터를 사용하였다. 비록 건너뛰는 카운트를 그레이코드 카운터로 가능하더라도, 건너뛰는 카운트를 행할 때, 건너뛰는 카운트 수에 의해 동시에 바뀌는 비트 수가 크게 증대된다. 예를 들면, 9 씩 건너뛰는 카운트를 행하는 경우, 카운트가 "0" 에서 "10"로 바뀌면, 그레이코드는 (00000) 에서 (01111)로 바뀌어, 동시에 4 비트가 바뀐다. 이것은 동시에 바뀌는 비트 수를 줄이는 그레이코드의 이점를 나빠지게 한다.
또한, 고체상 이미지센서에 있어서, 화면의 일부분을 잘라내기 위해, 임의 주소에서 임의 주소까지의 주사가 가능한, 즉 랜덤액세스 가능한 디코더형 주사회로를 사용할 필요가 있다. 예를 들면, 수평으로 200 주소를 갖는 고체상 이미지센서에 있어서, 주소 1∼99 및 주소 150∼200에 대응하는 이미지를 주사하지 않고, 주소 100∼149까지만 주사함으로써, 주소 100∼149에 대응하는 이미지를 잘라낼 수 있다. 이것을 달성하기 위해, 임의로 카운트를 개시 및 종료를 행할 수 있는 카운터를 사용할 필요가 있다.
본 발명의 목적은 건너뛰는 카운트가 가능하고 2비트 이상이 동시에 바뀌지 않으면서 건너뛰는 카운트를 행하는 그레이코드 카운터를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 건너뛰어서 주소를 주사할 수 있고 전자소음이 작은 고체상 이미지센서를 제공하고, 이런 고체상 이미지센서를 사용하는 카메라 시스템을 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 제1실시형태의 그레이코드 카운터의 구성도;
도 2는 십진카운트와 대응하는 5비트의 이진코드 및 그레이코드를 나타낸 도;
도 3은 1 씩 건너뛰는 카운트를 행하는 경우의 십진카운트와 대응하는 그레이코드를 나타낸 도;
도 4는 3 씩 건너뛰는 카운트를 행하는 경우의 십진카운트와 대응하는 그레이코드를 나타낸 도;
도 5는 7 씩 건너뛰는 카운트를 행하는 경우의 십진카운트와 대응하는 그레이코드를 나타낸 도;
도 6은 도 1의 그레이코드 카운터에 구비된 출력값 변환기의 일실시형태를 나타낸 도;
도 7은 제어신호와 도 6의 출력값 변환기의 출력비트의 관계를 나타낸 도;
도 8은 본 발명의 제2실시형태의 그레이코드 카운터의 구성도;
도 9는 도 8의 그레이코드 카운터에 구비된 입력값 변환기의 일실시형태를 나타낸 도;
도 10은 도 8의 그레이코드 카운터에 구비된 카운트개시 데이터설정회로의구성도;
도 11은 도 10의 카운트개시 데이터설정회로에 구비된 우기수 판정회로의 일실시형태를 나타낸 도;
도 12는 도 10의 카운트개시 데이터설정회로에 구비된 설정/재설정 단자제어회로의 일실시형태를 나타낸 도;
도 13은 도 10의 카운트개시 데이터설정회로에 구비된 다른 설정/재설정 단자제어회로의 일실시형태를 나타낸 도;
도 14는 도 8의 그레이코드 카운터에 구비된 카운트종료 데이터설정회로의 구성도;
도 15는 도 8의 그레이코드 카운터에 구비된 출력값 변환기의 일실시형태를 나타낸 도;
도 16은 도 8의 그레이코드 카운터에 구비된 초기설정회로의 일실시형태를 나타낸 도;
도 17a는 "0"에서 카운트를 개시하고 1 씩 건너뛰면서 카운트를 행하는 경우의 십진카운트와 대응하는 그레이코드를 나타낸 도;
도 17b는 "1"에서 카운트를 개시하고 1 씩 건너뛰면서 카운트를 행하는 경우의 십진카운트와 대응하는 그레이코드를 나타낸 도;
도 18a는 "0"에서 카운트를 개시하고 3 씩 건너뛰면서 카운트를 행하는 경우의 십진카운트와 대응하는 그레이코드를 나타낸 도;
도 18b는 "1"에서 카운트를 개시하고 3 씩 건너뛰면서 카운트를 행하는 경우의 십진카운트와 대응하는 그레이코드를 나타낸 도;
도 18c는 "2"에서 카운트를 개시하고 3 씩 건너뛰면서 카운트를 행하는 경우의 십진카운트와 대응하는 그레이코드를 나타낸 도;
도 18d는 "3"에서 카운트를 개시하고 3 씩 건너뛰면서 카운트를 행하는 경우의 십진카운트와 대응하는 그레이코드를 나타낸 도;
도 19는 제어신호와 도 15의 출력값 변환기의 출력비트의 관계를 나타낸 도;
도 20은 제어신호와 도 9의 입력값 변환기의 출력비트의 관계를 나타낸 도;
도 21은 본 발명에 따른 카메라 시스템의 구성도;
도 22는 연속적으로 카운트하는 그레이코드 카운터의 논리회로도; 및
도 23은 도 22의 그레이코드 카운터의 동작을 나타낸 시간도표이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 그레이코드 카운터는, 1 씩 증가 또는 감소하면서 연속적으로 카운트하는 그레이코드 카운터와, 연속적으로 카운트하는 그레이코드 카운터로부터 출력되는 그레이코드 데이터를 (2의 거듭제곱에서 1을 뺀 값) 씩 건너뛰어서 카운트함으로써 얻어지는 십진카운트에 대응하는 그레이코드로 변환하는 출력값 변환회로를 구비한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 고체상 이미지센서와 이런 고체상 이미지센서를 사용하는 카메라 시스템은, 상술한 바와 같이 구성된 그레이코드 카운터를 구비한다.
이하에, 본 발명의 실시형태를 도면을 참조해서 설명할 것이다. 본 발명의 제1실시형태의 그레이코드 카운터의 구성을 도 1에 나타낸다. 제1실시형태의 그레이코드 카운터는 5비트 형태이고, 1 씩 증가 또는 감소하면서 연속적으로 카운트하는 그레이코드 카운터(2)는 도 22에 나타낸 그레이코드 카운터와 같은 회로구성을 가진다. 제1실시형태의 그레이코드 카운터(1)는 연속적으로 카운트하는 그레이코드 카운터(2) 및 출력값 변환기(3)를 구비한다.
그레이코드 카운터(2)는 그레이코드 데이터(Q0p∼Q4p)를 출력한다. 출력값 변환기(3)는, 입력되는 제어신호(mod0, mod1)가 연속적인 카운트(즉, 1 씩 증가 또는 감소하면서 카운트)를 요구할 때, 그레이코드 카운터(2)로부터 입력된 그레이코드 데이터(Q0p∼Q4p)를 그대로 출력데이터(Q0∼Q4)로서 출력한다. 그러나, 출력값 변환기(3)는, 입력되는 제어신호(mod0, mod1)가 2M-1 씩 건너뛰는 카운트를 요구할 때, 그레이코드 카운터(2)로부터 입력된 그레이코드 데이터(Q0p∼Q4p)를 2M-1 씩 건너뛰어 카운트함으로써 얻어지는 십진카운트에 대응하는 그레이코드로 변환하고, 그 결과 데이터를 출력데이터(Q0∼Q4)로서 출력한다.
여기서, 연속적인 카운트로 얻어지는 그레이코드 출력데이터와 2M-1 씩 건너뛰는 카운트로 얻어지는 그레이코드 출력데이터의 관계를 고찰할 것이다. 도 2로부터 명백해지는 바와 같이, 연속적인 카운트로 얻어지는 그레이코드 출력데이터은, K번째 비트는 최초의 2K카운트 동안 "0"으로 한 후 반전하고, 그 후에 2K+1카운트 동안 같은 값을 유지한 후 반전하는 것을 반복하는 비트변화패턴을 나타낸다.
2M-1 씩 건너뛰는 카운트를 행할 경우에서의 M=1 일 때, 즉 1 씩 건너뛰는 카운트를 행할 때, 제1실시형태의 그레이코드 카운터(1)는 0, 2, 4, 6, ... 로 카운트한다. 도 3은 1 씩 건너뛰는 카운트를 행하는 경우의 십진카운트와 대응하는 그레이코드를 나타낸 도이다. 도 3으로부터 명백해지는 바와 같이, 1 씩 건너뛰어서 카운트함으로써 얻어지는 그레이코드에 있어서, 0번째 비트(최하위비트)는 카운트 값이 바뀔 때마다 반전하고, 카운트 값이 변하는 것에 의한 상위 4비트(4번째 비트∼1번째 비트)에 속하는(α+1)번째 비트의 변화패턴은, 그레이코드 카운터(2)가 0 에서 15 까지 카운트할 때의 하위 4비트(3번째 비트∼0번째 비트)에 속하는 α번째 비트의 변화패턴과 동일하다(도 2 참조). 여기서, M=1, α는 0∼3의 정수이다.
2M-1 씩 건너뛰는 카운트를 행할 경우에서의 M=2 일 때, 즉 3 씩 건너뛰는 카운트를 행할 때, 제1실시형태의 그레이코드 카운터(1)는 0, 4, 8, ... 로 카운트한다. 도 4는 3 씩 건너뛰는 카운트를 행하는 경우의 십진카운트와 대응하는 그레이코드를 나타낸 도이다. 도 4로부터 명백해지는 바와 같이, 3 씩 건너뛰어서 카운트함으로써 얻어지는 그레이코드에 있어서, 0번째 비트(최하위비트)는 "0" 으로 항상 유지된다. 1번째 비트는 초기에 "0" 이고, 카운트 값이 바뀔 때마다 반전한다. 카운트 값이 변하는 것에 의한 상위 3비트(4번째 비트∼2번째 비트)에 속하는(α+2)번째 비트의 변화패턴은, 그레이코드 카운터(2)가 0 에서 7 까지 카운트할 때의 하위 3비트(2번째 비트∼0번째 비트)에 속하는 α번째 비트의 변화패턴과 동일하다(도 2 참조). 여기서, M=2, α는 0∼2의 정수이다.
2M-1 씩 건너뛰는 카운트를 행할 경우에서의 M=3 일 때, 즉 7 씩 건너뛰는 카운트를 행할 때, 제1실시형태의 그레이코드 카운터(1)는 0, 8, 16, 24, ... 로 카운트한다. 도 5는 7 씩 건너뛰는 카운트를 행하는 경우의 십진카운트와 대응하는 그레이코드를 나타낸 도이다. 도 5로부터 명백해지는 바와 같이, 7 씩 건너뛰어서 카운트함으로써 얻어지는 그레이코드에 있어서, 0번째 비트(최하위비트)와 1번째 비트는 "0" 으로 항상 유지된다. 2번째 비트는 초기에 "0" 이고, 카운트 값이 바뀔때마다 반전한다. 카운트 값이 변하는 것에 의한 상위 2비트(4번째 비트∼3번째 비트)에 속하는(α+3)번째 비트의 변화패턴은, 그레이코드 카운터(2)가 0 에서 3 까지 카운트할 때의 하위 2비트(1번째 비트∼0번째 비트)에 속하는 α번째 비트의 변화패턴과 동일하다(도 2 참조). 여기서, M=3, α는 0∼1의 정수이다.
당연히, 이런 관계는 그레이코드의 비트수가 더 커질 경우에도 적용된다. 특히, N비트형의 그레이코드 카운터에 있어서, 2M-1 씩 건너뛰어서 카운트함으로써 얻어지는 그레이코드 출력데이터는, 상위 (N-M)비트에 속하는 (α+M)번째 비트가 연속적으로 카운트함으로써 얻어지는 그레이코드 출력데이터의 하위 (N-M)비트에 속하는 α번째 비트와 같은 부호로 되고, (M-1)번째 비트는 초기에 "0"이고, 카운트 값이 바뀔 때마다 반전하고, (N-2)번째 이하 비트는 "0"으로 항상 유지된다.
따라서, 2M-1 씩 건너뛰는 카운트를 행할 때, 출력값 변환기(3)는 그레이코드 카운터 출력의 하위 (N-M)비트에 속하는 α번째 비트의 데이터를 (α+M)번째 비트의 데이터로 하여 상위 (N-M)비트를 출력하고, (M-1)번째 비트의 데이터를 카운트할 때마다 반전시키고, 또한 (M-2)번째 이하 비트가 있으면, 상기 (M-2)번째 이하 비트의 데이터를 "0"으로 항상 유지함으로써 나머지 하위 M비트를 출력하는 방식으로 동작할 필요가 있다. 이것은 출력 변환기(3)의 논리회로를 용이하게 실현할 수 있도록 한다. N=5일 때의 출력값 변환기(3)를, 예를 들면 도 6에 나타낸 회로구성으로 예시할 수 있다.
지금부터, 도 6에 나타낸 출력값 변환기(3)를 설명할 것이다. 선택기(S1)의제1입력단자, 선택기(S2)의 제2입력단자, 선택기(S3)의 제3입력단자 및 선택기(S4)의 제4입력단자는 서로 접속되고, 이들 입력단자에 그레이코드 카운터(2)의 0번째 비트 데이터(Q0p)가 입력된다. 선택기(S2)의 제1입력단자, 선택기(S3)의 제2입력단자, 선택기(S4)의 제3입력단자 및 선택기(S5)의 제4입력단자는 서로 접속되고, 이들 입력단자에 그레이코드 카운터(2)의 1번째 비트 데이터(Q1p)가 입력된다. 선택기(S3)의 제1입력단자, 선택기(S4)의 제2입력단자 및 선택기(S5)의 제3입력단자는 서로 접속되고, 이들 입력단자에 그레이코드 카운터(2)의 2번째 비트 데이터(Q2p)가 입력된다. 선택기(S4)의 제1입력단자 및 선택기(S5)의 제2입력단자는 서로 접속되고, 이들 입력단자에 그레이코드 카운터(2)의 3번째 비트 데이터(Q3p)가 입력된다. 선택기(S5)의 제1입력단자에는 그레이코드 카운터(2)의 4번째 비트 데이터(Q4p)가 입력된다.
선택기(S1)의 제2입력단자, 선택기(S2)의 제3입력단자 및 선택기(S3)의 제4입력단자는 서로 접속되고, 이들 입력단자는 플립플롭(FF7)의 Q출력단자에 접속된다. 선택기(S1)의 제3 및 제4입력단자와 선택기(S2)의 제4입력단자는 접지된다.
제1제어신호(mode0)가 선택기(S1∼S4) 각각의 제1제어단자에 입력되고, 제2제어신호(mode1)가 선택기(S1∼S4) 각각의 제2제어단자에 입력된다. 선택기(S1∼S4)는, 제1 및 제2제어단자에 저급신호를 입력받을 때, 제1입력단자에 입력된 신호를 출력하고, 제1제어단자에 고급신호를 입력받고 제2제어단자에 저급신호를 입력받을 때, 제2입력단자에 입력된 신호를 출력하고, 제1제어단자에 저급신호를 입력받고 제2제어단자에 고급신호를 입력받을 때, 제3입력단자에 입력된 신호를 출력하고, 그리고 제1 및 제2제어단자에 고급신호를 입력받을 때, 제4입력단자에 입력된 신호를 출력하는 방식으로 동작한다.
따라서, 출력값 변환기(3)는 도 7에 나타낸 비트 데이터를 출력한다. 제1제어신호(mode0) 및 제2제어신호(mode1)가 모두 "0"일 때, 제1실시형태의 그레이코드 카운터(1)는 연속적으로 카운트한다; 제1제어신호(mode0)가 "1"이고 제2제어신호(mode1)가 "0"일 때, 제1실시형태의 그레이코드 카운터(1)는 1 씩 건너뛰는 카운트를 행한다; 제1제어신호(mode0)가 "0"이고 제2제어신호(mode1)가 "1"일 때, 제1실시형태의 그레이코드 카운터(1)는 3 씩 건너뛰는 카운트를 행한다; 그리고 제1제어신호(mode0) 및 제2제어신호(mode1)가 모두 "1"일 때, 제1실시형태의 그레이코드 카운터(1)는 7 씩 건너뛰는 카운트를 행한다.
이것은 동시에 바뀌는 비트의 수를 항상 2로 하면서 2M-1 (M=1∼3) 씩 건너뛰는 카운트를 행하는 것을 가능하게 한다. 이것은 전기소음을 줄이면서 건너뛰는 카운트를 행하는 것을 가능하게 한다. 게다가, 연속적인 카운트와 2M-1 (M=1∼3) 씩 건너뛰는 카운트를 스위칭할 수 있다. 이 실시형태의 그레이코드 카운터는 건너뛰는 카운트만 하는 그레이코드 카운터에 비해 더 넓게 적용할 수 있도록 한다.
다음으로, 본 발명의 제2실시형태의 그레이코드 카운터에 대해 설명할 것이다. 상술한 제1실시형태의 그레이코드 카운터는 오직 "0"에서만 카운트를 개시할 수 있다. 그러나, 고체상 이미지센서에 있어서, 화면의 일부분을 잘라내는 것을 가능하게 하기 위해, 임의 주소에서 임의 주소로 주사할 수 있는 즉 랜덤 액세스할수 있는 디코더형 주사회로를 사용할 필요가 있다. 즉, 임의 카운트 값로부터 카운트를 개시 및 종료할 수 있는 카운터를 사용할 필요가 있다.
따라서, 제2실시형태의 그레이코드 카운터는 도 8에 나타낸 바와 같이 구성되어서 임의 카운트 값으로부터 카운트를 개시 및 종료할 수 있다. 제2실시형태의 그레이코드 카운터는 제1실시형태의 그레이코드 카운터와 같이 5비트 형태이다. 도 8에 있어서, 도 1에서와 같은 부분에는 같은 부호를 부여하여 설명을 생략한다.
카운트를 개시하는 값에 대응하는 그레이코드 데이터(START0∼START4)가 입력값 변환기(4) 및 초기설정회로(7)에 입력된다. 입력값 변환기(4)는, 카운트를 개시하는 값의 그레이코드 데이터(START0∼START4)를 제어신호(mode0, mode1)에 따라 변환하고, 변환된 데이터를 카운트개시 데이터설정회로(5)에 출력한다. 입력값 변환기(4)로부터 입력된 비트 데이터에 기초하여, 카운트개시 데이터설정회로(5)는 그레이코드 카운터(2)의 초기상태를 제어한다.
반면에, 초기설정회로(7)는 카운트를 개시하는 값의 그레이코드 데이터(START0∼START4)와 제어신호(mode0, mode1)에 따라 출력값 변환기(3')의 초기상태를 제어한다. 출력값 변환기(3')는 그레이코드 카운터(2)의 출력데이터(Q0p∼Q4p)를 변환하고, 그레이코드 데이터(Q0∼Q4)를 출력한다.
게다가, 카운트를 종료하는 값의 그레이코드 데이터(STOP0∼STOP4)와 출력값 변환기(3')의 출력데이터(Q0∼Q4)에 따라, 카운트종료 데이터설정회로(6)는 그레이코드 카운터(2)에 입력되는 클록신호를 제어한다.
다음으로, 도 8에 나타낸 바와 같은 제2실시형태의 그레이코드 카운터의 각회로부분의 일실시형태를 설명할 것이다. 먼저, 출력값 변환기(3')와 초기설정회로(7)를 설명할 것이다.
여기서, 임의 값에서 카운트를 개시하는 경우에 있어서, 연속적으로 카운트함으로써 얻어지는 그레이코드 출력데이터와 2M-1 씩 건너뛰어서 카운트함으로써 얻어지는 그레이코드 출력데이터의 관계에 대해 고찰할 것이다.
2M-1 씩 건너뛰는 카운트를 행하는 경우에서의 M=1 일 때, 즉 1 씩 건너뛰는 카운트를 행할 때, "0" 또는 "1"로 카운트를 개시할 수 있고, 다른 경우로서 취급된다. 도 17a는 "0"에서 카운트를 개시하는 경우에 있어서 십진카운트와 대응하는 그레이코드를 나타낸 도이고, 도 17b는 "1"에서 카운트를 개시하는 경우에 있어서 십진카운트와 대응하는 그레이코드를 나타낸 도이다.
도 17a로부터 명백해지는 바와 같이, 카운트를 개시하는 값의 십진카운트가 우수일 때, 카운트를 개시하는 초기값이 다를 뿐이고 "0"으로 카운트를 개시할 때와 같은 방식으로 행한다. 게다가, 도 17b로부터 명백해지는 바와 같이, 카운트를 개시하는 값의 십진카운트가 기수일 때, 카운트를 개시하는 초기값이 다를 뿐이고 "1"로 카운트를 개시할 때와 같은 방식으로 행한다.
또한, 도 17a 및 도 17b는, 카운트를 개시하는 값이 우수이든 기수이든지에 관계 없이, 연속적으로 카운트함으로써 얻어지는 그레이코드 출력데이터와 1 씩 건너뛰어서 카운트함으로써 얻어지는 그레이코드 출력데이터는 일정한 관계가 있음을 나타낸다. 특히, 1 씩 건너뛰어서 카운트함으로써 얻어지는 그레이코드에 있어서,초기에 0번째 비트(최하위비트)는 카운트를 개시하는 값의 0번째 비트와 동일하고, 그 후 카운트 값이 바뀔 때마다 반전한다. 게다가, 1 씩 건너뛰어서 카운트함으로써 얻어지는 그레이코드에 있어서, 카운트 값이 변하는 것에 의한 그레이코드의 상위 4비트(4번째 비트∼1번째 비트)에 속하는 (α+1)번째 비트의 변화패턴은, 카운트 값이 변하는 것에 의한 연속적으로 카운트함으로써 얻어지는 그레이코드의 하위 4비트(3번째 비트∼0번째 비트)에 속하는 α번째 비트의 변화패턴과 동일하다(도 2 참조). 여기서, M=1, α는 0∼3의 정수이다.
2M-1 씩 건너뛰는 카운트를 행하는 경우에서의 M=2 일 때, 즉 3 씩 건너뛰는 카운트를 행할 때, "0", "1", "2" 또는 "3"으로 카운트를 개시할 수 있고, 다른 경우로서 취급된다. 도 18a는 "0"에서 카운트를 개시하는 경우에 있어서 십진카운트와 대응하는 그레이코드를 나타낸 도이고, 도 18b는 "1"에서 카운트를 개시하는 경우에 있어서 십진카운트와 대응하는 그레이코드를 나타낸 도이고, 도 18c는 "2"에서 카운트를 개시하는 경우에 있어서 십진카운트와 대응하는 그레이코드를 나타낸 도이고, 도 18d는 "3"에서 카운트를 개시하는 경우에 있어서 십진카운트와 대응하는 그레이코드를 나타낸 도이다.
도 18a로부터 명백해지는 바와 같이, 카운트를 개시하는 값의 십진카운트가 4의 배수일 때, 카운트를 개시하는 초기값이 다를 뿐이고 "0"에서 카운트를 개시할 때와 같은 방식으로 행한다. 게다가, 도 18b로부터 명백해지는 바와 같이, 카운트를 개시하는 값의 십진카운트가 4의 배수에 1을 더한 값일 때, 카운트를 개시하는초기값이 다를 뿐이고 "1"에서 카운트를 개시할 때와 같은 방식으로 행한다. 게다가, 도 18c로부터 명백해지는 바와 같이, 카운트를 개시하는 값의 십진카운트가 4의 배수에 2를 더한 값일 때, 카운트를 개시하는 초기값이 다를 뿐이고 "2"에서 카운트를 개시할 때와 같은 방식으로 행한다. 게다가, 도 18d로부터 명백해지는 바와 같이, 카운트를 개시하는 값의 십진카운트가 4의 배수에 3을 더한 값일 때, 카운트를 개시하는 초기값이 다를 뿐이고 "3"에서 카운트를 개시할 때와 같은 방식으로 행한다.
또한, 도 18a 내지 도 18d는, 카운트를 개시하는 값에 관계 없이, 연속적으로 카운트함으로써 얻어지는 그레이코드 출력데이터와 3 씩 건너뛰어서 카운트함으로써 얻어지는 그레이코드 출력데이터는 일정한 관계가 있음을 나타낸다. 특히, 3 씩 건너뛰어서 카운트함으로써 얻어지는 그레이코드에 있어서, 0번째 비트(최하위비트)는 카운트를 개시하는 값의 0번째 비트와 항상 같다. 게다가, 3 씩 건너뛰어서 카운트함으로써 얻어지는 그레이코드에 있어서, 초기에 1번째 비트는 카운트를 개시하는 값의 1번째 비트와 같고, 그 후 카운트 값이 바뀔 때마다 반전한다. 또한, 3 씩 건너뛰어서 카운트함으로써 얻어지는 그레이코드에 있어서, 카운트 값이 변하는 것에 의한 그레이코드의 상위 3비트(4번째 비트∼2번째 비트)에 속하는 (α+2)번째 비트의 변화패턴은, 카운트 값이 변하는 것에 의한 연속적으로 카운트함으로써 얻어지는 그레이코드의 하위 3비트(2번째 비트∼0번째 비트)에 속하는 α번째 비트의 변화패턴과 동일하다(도 2 참조). 여기서, M=2, α는 0∼2의 정수이다.
2M-1 씩 건너뛰는 카운트를 행하는 경우에서의 M=3 일 때, 즉 7 씩 건너뛰는 카운트를 행할 때, 8가지의 다른 경우가 있으며 상술한 M=1 또는 2일 때와 같은 방식으로 취급할 수 있다. 따라서 M=3 일 때 일어날 수 있는 각각의 경우의 설명을 생략할 것이다.
당연히, 이런 관계는 더 많은 수의 비트들로 구성된 그레이코드의 경우에서도 역시 적용된다. 특히, N비트 그레이코드에 있어서, 2M-1 씩 건너뛰어서 카운트함으로써 얻어지는 그레이코드에 있어서, 카운트 값이 바뀌는 것에 의한 그레이코드의 상위 (N-M)비트에 속하는 (α+M)번째 비트에서의 변화패턴은, 카운트 값이 바뀌는 것에 의한 연속적으로 카운트함으로써 얻어지는 그레이코드의 하위 (N-M)비트에 속하는 α번째 비트에서의 변화패턴과 동일하다. 게다가, 2M-1 씩 건너뛰어서 카운트함으로써 얻어지는 그레이코드에 있어서, 그레이코드의 (M-1)번째 비트는 처음에는 카운트를 개시하는 값의 (M-1)번째 비트와 동일하고, 그 후 카운트 값이 바뀔 때마다 반전한다. 게다가, 2M-1 씩 건너뛰어서 카운트함으로써 얻어지는 그레이코드에 있어서, (M-2)번째 이하 비트가 있으면, 그레이코드의 β번째 비트는, 카운트를 개시하는 값의 β번째 비트와 항상 동일하다.
따라서, 출력값 변환기(3')는, 그레이코드 카운터(2)로부터 출력되는 그레이코드 데이터의 하위 (N-M)비트에 속하는 α번째 비트의 데이터를 (α+M)번째 비트의 데이터로 하여 상위 (N-M)비트를 출력하고, (M-1)번째 비트는 초기에는 카운트를 개시하는 값의 (M-1)번째 비트와 동일하고, 그 후 카운트 값이 바뀔 때마다 반전하고, 또한 (M-2)번째 이하 비트가 있으면, 그레이코드 카운터(2)로부터 카운트를 개시할 때 출력된 그레이코드 데이터의 (M-2)번째 이하 비트에 속하는 β번째 비트의 데이터를 β번째 비트의 데이터로 하여 나머지 하위 M비트를 출력하는 방법으로 동작한다. N=5 일 때, 상술한 바와 같이 동작하는 출력값 변환기(3')는 도 15에 나타낸 회로구성이 예시된다.
도 15에 있어서, 도 6과 같은 회로부분에 있어서는 같은 부호를 부여하고, 도 6에 나타낸 회로 접속과 다른 부분만 이하에 설명할 것이다. 선택기(S1)의 제3 및 제4입력단자는 서로 접속하고, 이들 입력단자에 카운트를 개시하는 값의 0번째 비트 데이터(START0)가 입력된다. 선택기(S2)의 제4입력단자에 카운트를 개시하는 값의 1번째 비트 데이터(START1)가 입력된다.
플립플롭(FF7)이 출력하는 반전신호 "tog"는, 카운트를 행하는 형태 및 카운트를 개시하는 값에 따라 초기값이 다르다. 도 19는 출력값 변환기(3')로부터 출력되는 비트 데이터를 나타낸다. 연속적으로 카운트를 행할 때, 출력비트 데이터(Q0p∼Q4p)는 그대로 출력된다. 따라서, 반전신호 "tog"의 초기값은 어떠한 값이어도 좋다.
1 씩 건너뛰는 카운트를 행할 때, 반전신호 "tog"의 초기값은 카운트를 개시하는 값의 0번째 비트(START0)의 값과 동일하게 설정한다. 3 씩 건너뛰는 카운트를 행할 때, 반전신호 "tog"의 초기값은 카운트를 개시하는 값의 1번째 비트(START1)의 값과 동일하게 설정한다. 7 씩 건너뛰는 카운트를 행할 때, 반전신호 "tog"의초기값은 카운트를 개시하는 값의 2번째 비트(START2)의 값과 동일하게 설정한다.
상술한 바와 같이 반전신호 "tog"의 초기값을 설정하기 위해, 플립플롭(FF7)에 설정신호(SETtog) 및 재설정신호(RESETtog)를 출력하는 초기설정회로(7)의 구체예를 도 16에 나타낸 회로구성으로 예시한다.
선택기(S11)의 출력단자는 NAND회로(NA17)의 제1입력단자 및 반전회로(INV11)에 접속되고, 반전회로(INV11)의 출력신호는 NAND회로(NA18)의 제1입력단자에 입력된다. 또한, 개시신호(START)는 NAND회로(NA17,NA18) 각각의 제2입력단자에 입력된다. NAND회로(NA17)는 설정신호(SETtog)를 출력하고, NAND회로(NA18)는 재설정신호(RESETtog)를 출력한다.
초기설정회로(7)가 도 16에 나타낸 바와 같이 구성되었을 때, 플립플롭(FF7)은 개시신호(START)를 "0"으로 하고, 설정신호(SETtog) 및 재설정신호(RESETtog)를 "1"로 함으로써 정상적으로 동작할 수 있다.
카운트를 개시하기 위해, 개시신호(START)를 "1"로 한다. 여기서, 선택기(S11)의 출력신호가 "1"이면, 설정신호(SETtog)는 "0"이 되고 재설정신호(RESETtog)는 "1"이 된다; 선택기(S11)의 출력신호가 "0"이면, 설정신호(SETtog)는 "1"이 되고 재설정신호(RESETtog)는 "0"이 된다; 이런 방법으로, 플립플롭(FF7)의 Q출력단자로부터 출력되는 신호 "tog"의 부호와 선택기(S11)의 출력신호의 부호를 일치시킨다.
제1제어신호(mode0)는 선택기(S11)의 제1제어단자에 입력되고, 제2제어신호(mode1)는 선택기(S11)의 제2제어단자에 입력된다. 선택기(S11)는 다음과 같이 동작한다: 제1 및 제2제어단자 모두 저급신호를 입력받을 때는 제1입력단자에 입력받은 신호를 출력한다; 제1제어단자에 고급신호를 입력받고 제2제어단자에 저급신호를 입력받을 때는 제2입력단자에 입력받은 신호를 출력한다; 제1제어단자에 저급신호를 입력받고 제2제어단자에 고급신호를 입력받을 때는 제3입력단자에 입력받은 신호를 출력한다; 제1 및 제2제어단자 모두 고급신호를 입력받을 때는 제4입력단자에 입력받은 신호를 출력한다. 선택기(S11)의 제1입력단자는 접지되고, 제2입력단자에는 카운트를 개시하는 값의 0번째 비트(START0)의 데이터를 입력받고, 제3입력단자에는 카운트를 개시하는 값의 1번째 비트(START1)의 데이터를 입력받고, 제4입력단자에는 카운트를 개시하는 값의 2번째 비트(START2)의 데이터를 입력받는다.
초기설정회로(7)가 상술한 바와 같이 구성되고, 1 씩 건너뛰는 카운트를 행할 때, 반전신호 "tog"의 초기값의 부호를 카운트를 개시하는 값의 0번째 비트(START0)의 데이터의 부호와 동일하게 할 수 있다; 3 씩 건너뛰는 카운트를 행할 때, 반전신호 "tog"의 초기값의 부호를 카운트를 개시하는 값의 1번째 비트(START1)의 데이터의 부호와 동일하게 할 수 있다; 7 씩 건너뛰는 카운트를 행할 때, 반전신호 "tog"의 초기값의 부호를 카운트를 개시하는 값의 2번째 비트(START2)의 데이터의 부호와 동일하게 할 수 있다.
다음으로, 입력값 변환기(4)를 설명할 것이다. 상술한 바와 같이, 2M-1 씩 건너뛰는 카운트를 행할 때, 출력값 변환기(3')는 연속적으로 카운트하는 그레이코드 카운터(2)의 결과로서 얻어지는 그레이코드 출력데이터를 2M-1 씩 건너뛰어서 카운트함으로써 얻어지는 그레이코드 출력데이터로 변환한다. 따라서, 2M-1 씩 건너뛰는 카운트를 행할 때, 입력값 변환기(4)가 카운트를 개시하는 값의 비트 데이터(START4∼START0)를 연속적으로 카운트함으로써 얻어지는 그레이코드 출력데이터로 변환해서 그레이코드 카운터(2)로 출력할 필요가 있다.
따라서, 입력값 변환기(4)는, 카운트를 개시하는 값의 상위 (N-M)비트에 속하는 (α+M)번째 비트의 데이터를 출력데이터의 하위 (N-M) 비트에 속하는 α번째 비트의 데이터로 하고, 상위 M 비트는 항상 "0"으로 하는 방법으로 동작할 필요가 있다. N=5 일 때, 상술한 바와 같이 동작하는 입력값 변환기(4)는 도 9에 나타낸 회로구성이 예시된다.
지금부터, 도 9에 나타낸 입력값 변환기(4)를 설명할 것이다. 선택기(S6)의 제1입력단자에 카운트를 개시하는 값의 0번째 비트 데이터(START0)가 입력된다. 선택기(S6)의 제2입력단자와 선택기(S7)의 제1입력단자가 서로 접속되고, 이들 입력단자에 카운트를 개시하는 값의 1번째 비트 데이터(START1)가 입력된다. 선택기(S6)의 제3입력단자, 선택기(S7)의 제2입력단자 및 선택기(S8)의 제1입력단자가 서로 접속되고, 이들 입력단자에 카운트를 개시하는 값의 2번째 비트 데이터(START2)가 입력된다. 선택기(S6)의 제4입력단자, 선택기(S7)의 제3입력단자, 선택기(S8)의 제2입력단자 및 선택기(S9)의 제1입력단자가 서로 접속되고, 이들 입력단자에 카운트를 개시하는 값의 3번째 비트 데이터(START3)가 입력된다. 선택기(S7)의 제4입력단자, 선택기(S8)의 제3입력단자, 선택기(S9)의 제2입력단자 및 선택기(S10)의 제1입력단자가 서로 접속되고, 이들 입력단자에 카운트를 개시하는 값의 4번째 비트 데이터(START4)가 입력된다. 선택기(S8)의 제4입력단자, 선택기(S9)의 제3 및 제4입력단자 및 선택기(S10)의 제2 내지 제4입력단자가 서로 접속하여 접지된다.
게다가, 제1제어신호(mode0)가 선택기(S6∼S10) 각각의 제1제어단자에 입력되고, 제2제어신호(mode1)가 선택기(S6∼S10) 각각의 제2제어단자에 입력된다. 선택기(S6∼S10)는 다음과 같은 방식으로 동작한다: 제1 및 제2제어단자 모두 저급신호를 입력받을 때는 제1입력단자에 입력받은 신호를 출력한다; 제1제어단자에 고급신호를 입력받고 제2제어단자에 저급신호를 입력받을 때는 제2입력단자에 입력받은 신호를 출력한다; 제1제어단자에 저급신호를 입력받고 제2제어단자에 고급신호를 입력받을 때는 제3입력단자에 입력받은 신호를 출력한다; 그리고 제1 및 제2제어단자 모두 고급신호를 입력받을 때는 제4입력단자에 입력받은 신호를 출력한다. 따라서, 입력값 변환기(4)는 도 20에 나타낸 바와 같은 비트 데이터를 출력한다.
다음으로, 카운트개시 데이터설정회로(5)를 설명할 것이다. 도 10은 카운트개시 데이터설정회로(5)의 일실시형태의 회로 구성도를 나타낸다. 십진카운트가 우수일 때, 우기수 판정회로(51)는 "0"을 출력하고, 십진카운트가 기수일 때, "1"을 출력한다. 십진카운트가 우수일 때, 그레이코드에 포함되는 "1"의 개수가 우수이며, 십진카운트가 기수일 때, 그레이코드에 포함되는 "1"의 개수가 기수이다. 따라서, 우기수 판정회로(51)는 도 11에 나타낸 바와 같은 논리회로로서 예시된다.
비트 데이터(AFT_START0∼AFT_START2)는 배타적 OR회로(E1)에 입력되고, 비트 데이터(AFT_START3,AFT_START4)는 배타적 OR회로(E2)에 입력된다. 배타적 OR회로(E1,E2)의 출력신호는 배타적 OR회로(E3)에 입력되어, 우기수 신호 "odd_even"를 출력한다.
우기수 판정회로(51)로부터 출력되는 우기수 신호 "odd_even"에 기초하여, 설정/재설정 단자제어회로(52)는 플립플롭(FF6)의 XS단자 및 XR단자에 입력되는 제어신호를 생성한다.
플립플롭(FF6)이 Q단자에 "0"을 출력시키기 위해, 설정/재설정 단자제어회로(52)는 플립플롭(FF6)의 XS단자에 입력되는 설정신호(SETNCK)를 "1"로 하고, 플립플롭(FF6)의 XR단자에 입력되는 재설정신호(RESETNCK)를 "0"으로 한다. 플립플롭(FF6)이 Q단자에 "1"을 출력시키기 위해, 설정/재설정 단자제어회로(52)는 플립플롭(FF6)의 XS단자에 입력되는 설정신호(SETNCK)를 "0"으로 하고, 플립플롭(FF6)의 XR단자에 입력되는 재설정신호(RESETNCK)를 "1"로 한다. 플립플롭(FF6)을 정상적으로 동작시키기 위해, 설정/재설정 단자제어회로(52)는 플립플롭(FF6)의 XS단자에 입력되는 설정신호(SETNCK)를 "1"로 하고, 플립플롭(FF6)의 XR단자에 입력되는 재설정신호(RESETNCK)를 "1"로 한다.
상술한 바와 같이 동작하는 설정/재설정 단자제어회로(52)의 일실시형태를 도 12에 나타낸다. 우기수 신호 "odd_even"가 NAND회로(NA5)의 제1입력단자와 반전회로(INV5)에 입력되고, 반전회로(INV5)의 출력신호는 NAND회로(NA6)의 제1입력단자에 입력된다. 또한, 개시신호(START)가 NAND회로(NA5,NA6) 각각의 제2입력단자에입력된다. NAND회로(NA5)는 설정신호(SETNCK)를 출력하고, NAND회로(NA6)는 재설정신호(RESETNCK)를 출력한다.
설정/재설정 단자제어회로(52)는 도 12에 나타낸 바와 같이 구성된다. 플립플롭(FF6)은 개시신호(START)를 "0"으로 하고 설정신호(SETNCK) 및 재설정신호(RESETNCK)를 "1"로 함으로써 정상적으로 동작할 수 있다.
카운트를 개시하기 위해, 개시신호(START)를 "1"로 한다. 여기서, 우기수 신호 "odd_even"를 "1"로 하면(즉, 비트 데이터(AFT_START0∼AFT_START4)에 대응하는 십진카운트가 기수일 때), 설정신호(SETNCK)는 "0"이 되고 재설정신호(RESETNCK)는 "1"이 된다. 우기수 신호 "odd_even"를 "0"으로 하면(즉, 비트 데이터(AFT_START0∼AFT_START4)에 대응하는 십진카운트가 우수일 때), 설정신호(SETNCK)는 "1"이 되고 재설정신호(RESETNCK)는 "0"이 된다. 이런 방법으로, 도 23에 나타낸 바와 같이, 비트 데이터(AFT_START0∼AFT_START4)에 대응하는 십진카운트가 기수일 때는, 플립플롭(FF6)이 Q출력단자에 출력하는 2분주신호(NCK)는 "1"이 되고, 비트 데이터(AFT_START0∼AFT_START4)에 대응하는 십진카운트가 우수일 때는, 플립플롭(FF6)이 Q출력단자에 출력하는 2분주신호(NCK)는 "0"이 될 수 있다.
비트 데이터(AFT_START0∼AFT_START4)에 기초하여, 다른 설정/재설정 단자제어회로(53)는 플립플롭(FF1∼FF5)의 XS단자 및 XR단자에 입력되는 제어신호를 작성한다.
설정/재설정 단자제어회로(53)의 일실시형태를 도 13에 나타낸다. 설정/재설정 단자제어회로(53)는 설정/재설정 단자제어회로(52)와 같은 구성의 5개의 회로를구비한다. 이들 5개의 회로는, 우기수 신호 "odd_even" 대신에, 비트 데이터(AFT_START0,AFT_START1,AFT_START2,AFT_START3 및 AFT_START4)를 각각 입력받는다.
이와 같이, 개시신호(START)가 "1" 일 때, 그레이코드 카운터(2)는 비트 데이터(AFT_START0,AFT_START1,AFT_START2,AFT_START3 및 AFT_START4)를 출력한다; 개시신호(START)가 "0" 일 때, 플립플롭(FF1∼FF5)은 정상적으로 동작하고, 따라서 그레이코드 카운터(2)는 카운트를 행한다. 이렇게, 임의 값으로부터 카운트를 개시할 수 있는 그레이코드 카운트를 구성함으로써, 이용범위를 넓게 할 수 있다.
다음으로, 카운트종료 데이터설정회로(5)를 설명할 것이다. 도 14는 카운트종료 데이터설정회로(6)의 일실시형태의 회로 구성도를 나타낸다. 비교기(61)는 카운트를 종료하는 값의 그레이코드 데이터(STOP0∼STOP4)와 그레이코드 카운터(1')의 출력신호(Q0,Q1,Q2,Q3 및 Q4)를 비교해서, 최하위,제1,제2,제3 및 최상위비트 모두가 일치할 때, 클록신호(CK)를 출력하는 것을 멈추도록 지시하기 위해, 클록 제어회로(62)에 제어신호를 보낸다. 결과적으로, 클록신호(CK)가 그레이코드 카운터(2)에 입력되지 않기 때문에, 그레이코드 카운터(1')는 카운트 동작을 멈춘다. 2M-1 씩 건너뛰어서 카운트하는 그레이코드 카운터(1')의 경우에 있어서, 카운트를 종료하는 값의 그레이코드 데이터(STOP0∼STOP4)는 카운트를 개시하는 값 및 건너뛰는 카운트 수에 의한 값일 필요가 있다. 예를 들면, 십진카운트 "0"에서 카운트를 개시하여 1 씩 건너뛰어서 카운트할 경우, 카운트를 종료하는 값은 우수이다.
다음으로, 본 발명에 따른 카메라 시스템의 일실시형태를 도 21을 참조하여 설명할 것이다. 광학렌즈 시스템(11)는 촬영대상에 있는 광학실상(보이는 데로가 아닌)을 포착해서, 고체상 이미지센서(12)에 구비된 고체상 이미지 감지소자(15) 위에 결상한다.
고체상 이미지 감지소자(15)는 매트릭스(32×32)상으로 배치된 1,024 개의 광전변환소자(15a)를 가진다. 각각의 광전변환소자(15a)에는 수직방향선택선(15b) 한 개와 수평방향선택선(15c) 한 개가 접속된다. 수직방향선택선(15b)은 수직방향디코더(15d)에 의해 1선이 선택되고, 수평방향선택선(15c)은 수평방향디코더(15e)에 의해 1선이 선택된다.
수직방향디코더(15d)는 수직방향 그레이코드 카운터(15f)에 의해 지정된 주소를 선택하고, 수평방향디코더(15e)는 수평방향 그레이코드 카운터(15g)에 의해 지정된 주소를 선택한다. 선택된 수직선택선(15b)과 선택된 수평선택선(15c)에 의해 지정된 주소에 해당하는 광전변환소자(15a)의 신호가 출력회로(15h)로 출력된다.
수직방향 그레이코드 카운터(15f)로부터 출력되는 카운트 값을 고정하여 둠으로써, 수직방향의 주소가 고정되고, 수평방향 그레이코드 카운터(15g)가 한 수평선을 따라 수평방향으로 주사하기 위해 카운트한다. 상기 수평방향의 주사가 완료시에는, 수직방향 그레이코드 카운터(15f)는 다음 수평선을 따라 주사하기 위해 카운트한다. 이 동작은 이미지를 감지하기 위해 반복한다. 여기서, 수직방향 그레이코드 카운터(15f) 및 수평방향 그레이코드 카운터(15g)는 상술한 제2실시형태의 5비트 그레이코드 카운터(1')와 같은 구성이다.
수직방향 제어회로(16a)는 카운트를 개시하는 값의 그레이코드 데이터(START0∼START4), 카운트를 종료하는 값의 그레이코드 데이터(STOP0∼STOP4) 및 제어신호(mode0,mode1)를 수직방향 그레이코드 카운터(15f)에 출력함으로써 수직방향 그레이코드 카운터(15f)를 제어한다. 수평방향 제어회로(16b)는 카운트를 개시하는 값의 그레이코드 데이터(START0'∼START4'), 카운트를 종료하는 값의 그레이코드 데이터(STOP0'∼STOP4') 및 제어신호(mode0',mode1')를 수평방향 그레이코드 카운터(15g)에 출력함으로써 수평방향 그레이코드 카운터(15g)를 제어한다.
출력회로(15h)는 다음 단계의 신호처리회로(13)에 신호전압을 출력한다. 출력회로(15h)로부터 출력되는 신호전압에 기초하여, 신호처리회로(13)는 구동신호를 생성하여 표시장치(14)에 보낸다. 표시장치(14)는 매트릭스(16×16) 상으로 배치된 256 픽셀을 가진다.
이런 구성은 카메라 시스템(10)에 전자줌 기능을 부가하는 것을 가능하게 한다. 특히, 통상 이미지 감지를 위해(전자줌 없이), 수직방향 그레이코드 카운터(15f)는 "0"에서 카운트를 개시해서 1 씩 건너뛰는 카운트를 행하고 "30"에서 카운트를 종료하도록 제어하고, 수평방향 그레이코드 카운터(15g)는 "0"에서 카운트를 개시해서 1 씩 건너뛰는 카운트를 행하고 "30"에서 카운트를 종료하도록 제어한다. 결과적으로, 고체상 이미지센서(12)는 전체 이미지 감지영역으로부터 256 픽셀(16×16)의 이미지 데이터를 신호처리장치(13)에 출력한다. 따라서, 고체상 이미지센서(12)의 전체 이미지 감지영역에 대응하는 이미지가 표시장치(14) 상에 표시된다. 반면에, 전자줌을 사용하여 이미지 감지를 위해, 수직방향 그레이코드 카운터(15f)는 "0"에서 카운트를 개시해서 연속적으로 카운트를 행하고 "15"에서 카운트를 종료하도록 제어하고, 수평방향 그레이코드 카운터(15g)는 "0"에서 카운트를 개시해서 연속적으로 카운트를 행하고 "15"에서 카운트를 종료하도록 제어한다. 결과적으로, 고체상 이미지센서(12)는 이미지 감지영역의 좌상 부분으로부터 256 픽셀(16×16)의 이미지 데이터를 신호처리장치(13)에 출력한다. 따라서, 고체상 이미지센서(12)의 이미지 감지영역의 좌상 부분에 대응하는 이미지가 표시장치(14) 상에 표시된다. 이렇게, 카메라 시스템(10)이 전자줌을 행하는 것에 의해, 통상 이미지 감지로 얻어지는 이미지의 좌상 부분의 4배 확대된 화상을 얻을 수 있다.
또한, 도 21에 나타낸 구성은 카메라 시스템(10)에 이미지 절단기능을 부가하는 것을 가능하게 한다. 특히, 상술한 통상 촬영(전자줌 없이)에 있어서, 감지된 이미지의 좌하 부분을 절단해야 할 때, 수직방향 그레이코드 카운터(15f)가 "16"에서 카운트를 개시하여 1 씩 건너뛰는 카운트를 행하고 "30"에서 카운트를 종료하도록 제어하고, 수평방향 그레이코드 카운터(15g)가 "0"에서 카운트를 개시하여 1 씩 건너뛰는 카운트를 행하고 "14"에서 카운트를 종료하도록 제어한다. 결과적으로, 고체상 이미지센서(12)는 이미지 감지영역의 좌하 부분으로부터 64 픽셀(8×8)의 이미지 데이터를 신호처리장치(13)에 출력한다. 따라서, 고체상 이미지센서(12)의 이미지 감지영역의 좌하 부분에 대응하는 이미지가 표시장치(14) 상에 표시된다.
256 픽셀(16×16) 을 가지는 표시장치(14) 대신에, 1,024 픽셀(32×32)을 가지는 표시장치를 사용하여 정지화상 및 동영상을 모두 감지할 수 있다. 이 구성에 있어서, 정지화상을 감지할 때는 모든 주소를 주사하고, 동영상을 감지할 때는 건너뛰는 방식으로 주소를 주사한다. 이것은 동영상을 감지할 때는 제한주파수 이하로 주사를 행할 수 있고, 정지화상을 감지할 때는 표시장치(14)에 표시되는 이미지의 해상도를 좋게 할 수 있다.
본 발명에 따른 카메라 시스템은 전자줌을 행할 수 있으므로, 좁은 줌 범위를 갖는 광학렌즈 시스템이라도 카메라 시스템 전체에서의 줌 범위를 확대할 수 있다. 이것에 의해 카메라 시스템의 소형화를 도모할 수 있다.
본 발명에 따른 그레이코드 카운터는 건너뛰는 카운트를 행할 수 있고, 동시에 바뀌는 비트의 수가 적다.
본 발명에 따른 고체상 이미지센서는 비월주사가 가능하고, 사용되는 그레이코드 카운터가 동시에 바뀌는 비트의 수가 적으므로 전자소음을 줄일 수 있다.
본 발명에 따른 카메라 시스템은 전자줌을 행할 수 있고, 좁은 줌 범위를 가지는 광학렌즈 시스템이라도 카메라 시스템 전체에서의 줌 범위를 확대할 수 있으므로 카메라 시스템의 소형화를 도모할 수 있다.

Claims (16)

1 씩 증가 또는 감소하면서 연속적으로 카운트하는 그레이코드 카운터와;
출력값 변환회로를 포함하고,
출력값 변환회로는 연속적으로 카운트하는 그레이코드 카운터로부터 출력되는 그레이코드 데이터를 (2의 거듭제곱에서 1을 뺀 값) 씩 건너뛰어서 카운트함으로써 얻어지는 십진카운트에 대응하는 그레이코드로 변환하는 것을 특징으로 하는 그레이코드 카운터.
제1항에 있어서,
연속적으로 카운트하는 그레이코드 카운터는 N비트 카운터이고,
2M-1 씩 건너뛰어서 카운트할 때,
상기 출력값 변환회로는,
상기 연속적으로 카운트하는 그레이코드 카운터로부터 출력되는 그레이코드 데이터의 하위 (N-M) 비트에 속하는 α번째 비트의 데이터를 (α+M)번째 비트의 데이터로 하여 상위 (N-M) 비트를 출력하고,
(M-1)번째 비트의 데이터를 카운트할 때마다 반전하고, 또한 (M-2)번째 이하 비트가 있으면, 상기 (M-2)번째 이하 비트의 데이터를 항상 "0"으로 해서 나머지 하위 M 비트를 출력하는 방식으로 동작하는 것을 특징으로 하는 그레이코드 카운터.
제1항에 있어서,
입력값 변환회로와 카운트개시 데이터설정회로를 더 포함하고,
상기 입력값 변환회로는 소정값을 건너뛰어서 카운트할 때는 그 건너뛰는 값에 따라 카운트를 개시하는 십진카운트에 대응하는 그레이코드 데이터를, 연속적으로 카운트하는 십진카운트에 대응하는 그레이코드로 변환하고,
상기 카운트개시 데이터설정회로는, 상기 입력값 변환회로로부터 출력되는 그레이코드 데이터에 따라 상기 연속적으로 카운트하는 그레이코드 카운터의 초기상태를 제어하는 것을 특징으로 하는 그레이코드 카운터.
제3항에 있어서,
상기 연속적으로 카운트하는 그레이코드 카운터는 N비트 카운터이고,
2M-1 씩 건너뛰어서 카운트할 때,
상기 출력값 변환회로는,
상기 연속적으로 카운트하는 그레이코드 카운터로부터 출력되는 그레이코드 데이터의 하위 (N-M) 비트에 속하는 α번째 비트의 데이터를 (α+M)번째 비트의 데이터로 하여 상위 (N-M) 비트를 출력하고,
(M-1)번째 비트의 데이터를 카운트할 때마다 반전하고, 또한 (M-2)번째 이하비트가 있으면, 상기 연속적으로 카운트하는 그레이코드 카운터로부터 카운트를 개시할 때 출력된 그레이코드 데이터의 (M-2)번째 이하 비트에 속하는 β번째 비트의 데이터를 β번째 비트의 데이터로 하여 나머지 하위 M 비트를 출력하는 방식으로 동작하는 것을 특징으로 하는 그레이코드 카운터.
제1항에 있어서,
상기 출력값 변환회로는 선택회로를 포함하고,
상기 선택회로는 상기 연속적으로 카운트하는 그레이코드 카운터로부터 출력되는 그레이코드 데이터를 그대로 출력할 것인지,
상기 연속적으로 카운트하는 그레이코드 카운터로부터 출력되는 그레이코드 데이터를 (2의 거듭제곱에서 1을 뺀 값) 씩 건너뛰어서 카운트하는 십진카운트에 대응하는 그레이코드로 변환할 것인지,
를 외부신호에 따라 선택하는 것을 특징으로 하는 그레이코드 카운터
제2항에 있어서,
상기 출력값 변환회로가 선택회로를 포함하고,
상기 선택회로는 상기 연속적으로 카운트하는 그레이코드 카운터로부터 출력되는 그레이코드 데이터를 그대로 출력할 것인지,
상기 연속적으로 카운트하는 그레이코드 카운터로부터 출력되는 그레이코드 데이터를 (2의 거듭제곱에서 1을 뺀 값) 씩 건너뛰어서 카운트하는 십진카운트에대응하는 그레이코드로 변환할 것인지,
를 외부신호에 따라 선택하는 것을 특징으로 하는 그레이코드 카운터.
제3항에 있어서,
상기 출력값 변환회로가 선택회로를 포함하고,
상기 선택회로는 상기 연속적으로 카운트하는 그레이코드 카운터로부터 출력되는 그레이코드 데이터를 그대로 출력할 것인지,
상기 연속적으로 카운트하는 그레이코드 카운터로부터 출력되는 그레이코드 데이터를 (2의 거듭제곱에서 1을 뺀 값) 씩 건너뛰어서 카운트하는 십진카운트에 대응하는 그레이코드로 변환할 것인지,
를 외부신호에 따라 선택하는 것을 특징으로 하는 그레이코드 카운터.
제4항에 있어서,
상기 출력값 변환회로가 선택회로를 포함하고,
상기 선택회로는 상기 연속적으로 카운트하는 그레이코드 카운터로부터 출력되는 그레이코드 데이터를 그대로 출력할 것인지,
상기 연속적으로 카운트하는 그레이코드 카운터로부터 출력되는 그레이코드 데이터를 (2의 거듭제곱에서 1을 뺀 값) 씩 건너뛰어서 카운트하는 십진카운트에 대응하는 그레이코드로 변환할 것인지,
를 외부신호에 따라 선택하는 것을 특징으로 하는 그레이코드 카운터.
복수의 광전변환소자와;
상기 광전변환소자로부터의 신호를 순차적으로 판독하기 위한 그레이코드 카운터를 구비한 주사회로를 포함하고,
상기 그레이코드 카운터는 제5항에 기재된 그레이코드 카운터인 것을 특징으로 하는 고체상 이미지센서.
제9항에 있어서,
상기 연속적으로 카운트하는 그레이코드 카운터는 N비트 카운터이고,
2M-1 씩 건너뛰어서 카운트할 때,
상기 출력값 변환회로는,
상기 연속적으로 카운트하는 그레이코드 카운터로부터 출력되는 그레이코드 데이터의 하위 (N-M) 비트에 속하는 α번째 비트의 데이터를 (α+M)번째 비트의 데이터로 하여 상위 (N-M) 비트를 출력하고,
(M-1)번째 비트의 데이터를 카운트할 때마다 반전하고, 또한 (M-2)번째 이하 비트가 있으면, 상기 (M-2)번째 이하 비트의 데이터를 항상 "0"으로 해서 나머지 하위 M 비트를 출력하는 방식으로 동작하는 것을 특징으로 하는 고체상 이미지센서.
제9항에 있어서,
상기 그레이코드 카운터는 입력값 변환회로와 카운트개시 데이터설정회로를 더 포함하고,
상기 입력값 변환회로는 소정값을 건너뛰어서 카운트할 때, 그 건너뛰는 값에 따라서, 카운트를 개시하는 십진카운트에 대응하는 그레이코드 데이터를, 연속적으로 카운트하는 십진카운트에 대응하는 그레이코드로 변환하고,
상기 카운트개시 데이터설정회로는, 상기 입력값 변환회로로부터 출력되는 그레이코드 데이터에 따라 상기 연속적으로 카운트하는 그레이코드 카운터의 초기상태를 제어하는 것을 특징으로 하는 고체상 이미지센서.
제11항에 있어서,
상기 연속적으로 카운트하는 그레이코드 카운터는 N비트 카운터이고,
2M-1 씩 건너뛰어서 카운트할 때,
상기 출력값 변환회로는,
상기 연속적으로 카운트하는 그레이코드 카운터로부터 출력되는 그레이코드 데이터의 하위 (N-M) 비트에 속하는 α번째 비트의 데이터를 (α+M)번째 비트의 데이터로 하여 상위 (N-M) 비트를 출력하고,
(M-1)번째 비트의 데이터를 카운트할 때마다 반전하고, 또한 (M-2)번째 이하 비트가 있으면, 상기 연속적으로 카운트하는 그레이코드 카운터로부터 카운트를 개시할 때 출력된 그레이코드 데이터의 (M-2)번째 이하 비트에 속하는 β번째 비트의 데이터를, β번째 비트의 데이터로 하여 나머지 하위 M 비트를 출력하는 방식으로 동작하는 것을 특징으로 하는 고체상 이미지센서.
고체상 이미지센서;
촬영대상인 광학실상을 포착해서 상기 고체상 이미지센서 상에 결상하는 광학렌즈 시스템;
상기 고체상 이미지센서로부터 출력되는 신호에 기초한 구동신호를 생성하는 출력회로; 및
상기 구동신호에 의해 구동하여 이미지를 표시하는 표시장치를 포함하고,
상기 고체상 이미지센서는 제9항에 기재된 고체상 이미지센서인 것을 특징으로 하는 카메라 시스템.
제13항에 있어서
상기 연속적으로 카운트하는 그레이코드 카운터는 N비트 카운터이고,
2M-1 씩 건너뛰어서 카운트할 때,
상기 출력값 변환회로는,
상기 연속적으로 카운트하는 그레이코드 카운터로부터 출력되는 그레이코드 데이터의 하위 (N-M) 비트에 속하는 α번째 비트의 데이터를 (α+M)번째 비트의 데이터로 하여 상위 (N-M) 비트를 출력하고,
(M-1)번째 비트의 데이터를 카운트할 때마다 반전하고, 또한 (M-2)번째 이하 비트가 있으면, 상기 (M-2)번째 이하 비트의 데이터를 항상 "0"으로 해서 나머지 하위 M 비트를 출력하는 방식으로 동작하는 것을 특징으로 하는 카메라 시스템.
제13항에 있어서,
상기 그레이코드 카운터가 입력값 변환회로와 카운트개시 데이터설정회로를 더 포함하고,
상기 입력값 변환회로는 건너뛰어서 카운트할 때는 그 건너뛰는 값에 따라서, 카운트를 개시하는 십진카운트에 대응하는 그레이코드 데이터를, 연속적으로 카운트하는 십진카운트에 대응하는 그레이코드로 변환하고,
상기 카운트개시 데이터설정회로는 상기 입력값 변환회로로부터 출력되는 그레이코드 데이터에 따라 상기 연속적으로 카운트하는 그레이코드 카운터의 초기상태를 제어하는 것을 특징으로 하는 카메라 시스템.
제15항에 있어서,
상기 연속적으로 카운트하는 그레이코드 카운터는 N비트이고,
2M-1 씩 건너뛰어서 카운트할 때,
상기 출력값 변환회로는,
상기 연속적으로 카운트하는 그레이코드 카운터로부터 출력되는 그레이코드 데이터의 하위 (N-M) 비트에 속하는 α번째 비트의 데이터를, (α+M)번째 비트의 데이터로 하여 상위 (N-M) 비트를 출력하고,
(M-1)번째 비트의 데이터를 카운트할 때마다 반전하고, 또한 (M-2)번째 이하 비트가 있으면, 상기 연속적으로 카운트하는 그레이코드 카운터로부터 카운트를 개시할 때 출력된 그레이코드 데이터의 (M-2)번째 이하 비트에 속하는 β번째 비트의 데이터를, β번째 비트의 데이터로 하여 나머지 하위 M 비트를 출력하는 방식으로 동작하는 것을 특징으로 하는 카메라 시스템.
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