TWI226800B - Imaging device - Google Patents

Description

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[發明所屬之技術領域] 本發明涉及配置有產生升壓電壓的升壓電路的攝像裝 [先前技術] 以往’在使用了固態攝像元件（CCD圖像感測器）的 數位相機等的攝像裝置中，很多都採用電池作為工作電 源。因為這樣的電池已經決定了輸出電壓的幅度，所以在 ^於CCD圖像感測器的驅動時，設置了升壓電路和電壓調 整電路。圖5是表示這樣的攝像裝置的結構的方塊圖。 "圖5所不的攝像裝置*CCD圖像感測器】、升壓電路2、 電壓凋正電路3、垂直驅動電路4、水平驅動電路5和時 控制電路6構成。這裏所示的攝像裝置在垂直驅動電路$ 輸入一側設置了升壓電路2，把從電池（未圖示）·供給 電源電壓VD升壓到規定的電壓，用該規定的電壓驅動^ 圖像感測器1。 感 光 間 直 壓 中 攝 型 儲存部U、水平傳輸部卟和輸出部ld的框傳輸 、 攝像感測’並進行了以下的說明。

11042PIF2.ptc 第7頁 一 CCD圖像感測器i具有包括行列配置的多個感光晝素的 光=域，入射到該感光面的光由各感光畫素接收，通過 電變換^生資訊電荷。在CCD圖像感測器i中，在記憶體 T把孩貝汛電荷儲存在各感光晝素中，然後按照來自垂 驅動電路4和水平驅動電路5的時脈脈衝依次傳輸輸出。 後，通過設置在傳輸線路的最終級的輸出部ld變換為電 值作為圖像^號Y ( t )輸出。在該c C D圖像感測器1 ，傳輪方式彼此不同的幾種類型，這裏舉例表示具有 1226800 —月π日 修正 案號 92105865 五、發明說明（2) ^ 升壓電路2例如是採用充電泵（charge pump)方1 & & :路，用於取得從外部供給的電源電壓式生 ^ Γ, , MVOH C „ ,5V[ . #] } , ^ V〇L (例如—5V)。電壓調整電路3取得電 = 規疋的調整電魔（例如2,〇v〜2 5 ，成 驅動電路5輸出。 忭马輸出VK向水平 垂直驅動電路4接收從升壓電 而工作，生成框傳輸時脈鑛和垂電二2。：：麼；概 Π和儲存部Is輸出。用該垂直驅動：：久脈嬗，向攝像部 脈鱗和垂直傳輸時脈嬗與由時序框傳輸時 步信號V D和水平同步信號H D同 J電：6生成的垂直同 信號Π)的遮沒(blanking)期間中 ="在垂直同步 電荷被、统一取得儲存部ls中，並 ，，广的資訊 電荷與水平同步信號同步，以，仔儲存。Ms中的資訊 平傳輸部lh。 仃早位依次傳輸輸出到水 丁土 成水千傳輸時脈鐵和重宏偟鉍口士 π 土 平傳輸部lh和輸出部1(1輸出。由 ^傳輸蚪脈頒，向水 成的水平傳輸時脈鐵和重定傳/的水平驅動電路5生 _步而生成的。據此= f水平同步信號 :的資訊電荷在水平同步信號中的—行部 中，r欠以-個晝素單位傳輸輸出到：=期間（ih) %•序控制電路6由對一定輪出邛1 d。 的多個時脈構成，以規定的比α率月、土準時脈CK進行計數 和水平同步作；5時脈CK進行分頻， 另外’時序控制 第8頁

11042PIF2.ptC 1226800 ^ ά 月>^ Β 修正

921058RS 五、發明說明（3) 電路6的結構為··接收決 開始觸發信妒ST 一宣攝像裝置的開始動作的時序的 為例如I酉己置U在電所以言史置開始觸發信號st是因 糊式。攝像裝置I設定了 為電子儀像==供給，用於抑制作 應該開始觸發芦|^ST τ序控制電路6中，回 出。時序：對生/Λ塵時脈CKV ’向升堡電路2輸 號實施規定的信號處理的作號】T f μ的輸出信 步。 纟Μ㈣作與⑽®像感測ill的動作時序同 圖6是說明圖5的動作 ： 個"的攝像動作中的防止基二=6:;、.說明幾 圖像h號的影響的動作 、塱動作對 別表示Η電平、作 在該圖中’⑻、（D分 開始觸發信號ST是決定斜M A # 序的信號，例如在Η電平的攝像衣置開始接通電源的時 供給’反之，在L電ίΚ巧許對攝像裝置的電源的 圖"，在時序to，：： 了給。因此，在 水平同步信號H D為H電平的象：/二的輪出信號’在 平同步信號HD為L·電平的期問f 約出了彳a旒電平，在水 平的輸出。該圖像信號γ ( ) 又期間）中停止了信號電 期中輸出-行部分的信號電；在2同步，的-個周 土期間中在：：_；在時序、 瞓讎---LT ^ ^ τ -行部分的信 $ 9頁 11042PIF2.ptc 1226800 修正 案號921058郎 五、發明說明（4) 號電平。另外，在時序^42、t3〜t4、t5〜t6、t7 間中輸出的圖像信號γ (t)是在升壓電壓v〇H達到、4 的電謂m之前輸出#，在下—級的信號處理電路p ，效的。升麼時脈CKV是控制升壓電路2的升屢動 = #唬，生成為在水平同步信號HD的遮沒期間即時序、才氏 to〜tl、t2〜t3、t4〜t5、t6〜t7、t8〜t9的期間中振動。 此，在接收升壓時脈CKV的升壓電路2中，只在水产

間，’進行升麗動作。這樣的動作在負U ^中η么疋同樣的’只在水平同步信號HD的遮沒期 間中進仃了升壓動作。冑這樣只在水平同步信號又』 號VD的遮沒期間中，供給升壓時脈CKv，;方止了-升直 ::ΓΓ申導Λ的雜訊？像信號Y (t)中的攝像裝置 號中進行了：述 利早期公開之特開20°卜218119 [發明内容] 的動ί上”裝置中’ θ為間歇地進行了升壓電路2 路電壓的上升變得緩和。因此，對驅動電 礙攝到所需的電壓值需要充分的時間，成為阻 像衣置的上升時間的高速化的重要原因。 防止口：J本發明為了解決上述的問題，*目的在於提供 置。圖像信號的劣化’並且能使上升時間高速化的攝像裝 把回ΐ ΐ鑒於所述課題而提出的，其特徵在於：具有 光書二：光而產生的貢訊電荷儲存在行列配置的多個感 固態攝像元件；把輪^電壓升题而連峰斗厭带 1226800 五、發明說明（5) 壓的升壓電路；接受所补、止广^ 存在所述固態攝像元件^驅動時脈’使儲 ，出的驅動電路；在決定所述固態攝像元件二垂 垂直掃描和水平掃描的遮沒期間内的以：攝4 間中產生所述升壓時脈，並且只在攝 1 :刀期 規定的期間内連續產生所述升壓時脈。勺上升期間的 顧总ί讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明 顯易懂’下文特舉—較佳實施 明 細說明如下： I口所附圖式，作詳 [實施方式] ' 圖1是表示本發明實施例1的結構的方。 攝像裝置由CCD圖像减測哭】、斗茂：：万塊圖本發明的 3、垂直驅動電路4水平區;^調整電路 時序控制電路u構成。須^:广作為時脈發生電路的 斜於盘！^Γ /頁私出的疋，圖1所示的結構中， •匕、圖5所不的相同的結構的方塊，採 號，這裏省略了說明。 私用了相同的符 本發明的特徵在於··回應攝像動 定期間中連續地向升壓電路2供給升脈' β痛在規 電路2的輸出電壓上升到規定 炮’回應升壓 生成狀態。 97电&，切換升壓時脈cky的 HT生制電路11由跟仙生成部12、FT生成部13、n 成。H4、升屢時脈生成部15、計數器16和控制部17構 1226800 五、發明說明（6) VD.HD生成部12由對—定周期 _ 的多個時脈構成，以規定A +至斟A //脈LK進仃计數 生成垂直同步作_ ft 準時脈CK進行分頻， 由VD. HD生成部2生成/千平同步信號HD。FT生成部1 3取得 $信號VD同步的框時序信號FT。該框時序信決垂直同 直驅動電路4生成的框傳輸時脈鑛的 〃 且配合垂直同步护祙vn AA — Λ τ π旧咽知L被，亚 時脈鑛控制在垂ΪΓ牛= 升。據此’把框傳輸 像部η中的-沒期間中’把儲存在攝 VT W 的貧訊電荷統—傳輸輸出。 HD，生成盘同步信_和水平同步信號 輸時序信號ΗΤ 信號”和水平傳 踗4斗出沾+ * & 傳輸序“唬以是決定由垂直驅動電 時序"ρΓΛ專輸時脈鐘的時序的觸發信號，與框移動 τ序彳5唬FT和水平同步信號〇同步上升。據此 11傳輸輸出的資訊電荷被輸入到儲存部。，並且被翰入= 同步，以行為單位向水平傳 5生Λ 傳輸時序信號耵是決定由水平驅動電路 作㈣η π丰傳輸時脈鐵的時序的觸發信號，與水平同步 ^ 2 ic I y生成。據此，儲存在水平傳輸部ih令的資訊電 :同步信細同，’以-個晝素為單位傳輸輪出; ST，If if生成部15回應從外部輸人的開始觸發信號 的升壓i:=CKV。該升壓時脈CKV是控制升壓電路2 動作的日寸脈脈衝，在接收它的升壓電路2 。 振動的期間中’進行升壓動作。計數‘從 第12頁 H〇42PIF2.ptc 1226800 年/月M g 修正 案號 92105865 五、發明說明（7) 開始觸發“唬st的上升時序開始對升壓時脈CKv計數，把 該計數輸出CA向控制部17輸出。控制部17把計數器“ 數輸出CA與預先設定的目標值比較。然後，按昭^較社。 控制升壓時脈CKV的生成狀態的第—控制信魏。向 ^ 2 Ϊ ΐ成部15輸出，並且把控制各種時序信號的振動 開始的時序的第二控制信號NC向叮生成部丨3、Η·耵生成 部1 4輸出。 下面，說明圖1的動作。圖2是說明圖丨的動作的時序 圖在。亥圖中’在時序t0，攝像裝置設定為等待模式，不 乍’在時序u ’解除了等待模式，開始了攝像 ^乍t升。另外’關於圖中的（H)、⑴，與圖6同 壓有1 ί 電平、、L電平。另夕卜，升壓電路2的輸出電 曰a 一 :、升壓電壓V0H和負向的升壓電壓V0L·等兩種，但 疋這晨只表示正向的升壓電壓v〇H作為代表輸出。

Stt ΐϊτ像/置設定為等待模式的時序t〇，開始觸發信號 ^ 颅電平，與此對應，升壓時脈CKV也下降為L電 千T壓電路2的輸出電壓V0H也變為VG[V](例如〇v)。 在開始觸發信號”上升為Η == 的上升，開始升壓時脈ckv的振動。=始 肘(：上；。:平'16的計數動作，與此對應，第-控制信號 ”，Ϊ ί协在叶數器1 6的計數輸出CA達到目標值的時序 壓時脈CKV^制/§號㈣下降為L電平，回應它，暫時停止升 生成n S +、辰動。即在接收第一控制信號Mc的升壓時脈 從攝像動作^開始的時序到計數值達到 11042PIF2.ptc 第13頁 1226800 修正 _m 92105865 ^ 年 “ i 日 五、發明說明（8) 目標值的期間中，使升壓時脈CKV連續振動。據此， 電路2的輸出電壓V0H也急劇地向VH[V]上升。然 开壓 輸出電壓νοΗ達到VH[V]，就在該時序切換生成y連續如果 的升壓時脈ckv。另外’在時序t3，回應計數輸出ca達:動 目標值，第二控制信號NC上升為η電平。在接收它的;5 = 成部13、VT.HT生成部14中，解除各種時序信號的 ^ 止，在時序t3以後’開始各種時序信號的輸出。 \ 在升壓電路2的輸出電壓V0H上升途中的期間中， 為 像# 5虎Y ( t )，在升壓電路2的輸出電壓v〇H充分上 圖 開始圖像信號Y (t )的輸出。 便’ 然後，在時序t3以後，升壓時脈CKV間歇地振動， 始來自FT生成部13、VT.HT生成部14的各種時序信號的= 出。因此，只在時序t3a後的水平掃描的遮沒期間即^ t4〜t5、t6〜t7、t8〜t9的期間中，升壓時脈CKV振動，並 在除了遮沒期間的水平掃描期間中，輸出圖像信號γ (t )。據此，能防止升壓時脈CKV的振動引起的雜訊混入 像信號Y (t )中。 這樣，在上升開始的階段，升壓時脈CKV連續振動， 經過規定的期間後，通過只使升壓時脈CKV在水平同步信 號HD的遮沒期間振動，能防止圖像信號γ (t )的劣化，^匕 貝現攝像衣置的上升時間的高速化。即通過從攝像動作的 上升開始的時序積極地進行升壓電路2的動作，能高速地 進行輸出電壓V0H的上升，i且在輸出電壓穩定後，通 過只在水平掃描的遮沒期間中升壓，、能防止升壓時脈ckv 白勺振又％弓丨#的雜訊混入圖像信號Y ( t )中。 11042PIF2.ptc 第14頁 1226800 五、發明說明（9) 另夕卜’在計數器16的計數輸出^達到目標 來自FT生成部13、VT.HT生成部14的各種時 的輸出停止，能防止不要的圖像信號γ⑴ - =此避免垂直驅動電路4和水平驅動電路5產生不必㈣ 另外，與計數值比較的目標值能適當設定，如果扣# J :脈c】v連續振動的期間設定為足夠長，就能設定上升 出2門的^，能在處理從接通電源開始到向信號電平的輪 出期間的轉移中確保餘量。 勒 示本發明的實施例2的方塊圖。本實施例2與 二=ΓΛ「 於：設置把升壓電路的輸出電.壓與規 切換控制升壓時脈的生成狀態。 的匕敉…果， 圖3所示的攝像裝置由⑽圖像感測器 ==路3、垂直驅動電路4水平驅動電路5和：二 脈發生電路的時序控制電路21構成 1 明、。圖4相同結構的方塊部分，採用相同的符號」省略以 控制電路21包括比較部22、控 ^成部15、心1)生成部12、FT生成部13靴财成^脈 比較部22把升壓電路2的正向、負向各自的輸出電壓 V0H、V0L分別與另外準備的兩個基準電壓比較， 把比較輸出KA向控制部23輸出。這裏'，基準電壓vrh、vrl 與配合接收升壓電路2的輸出而工作的垂直顒動雷改4如 _ihj 醒 ~ ---- 11042PIF2.ptC 第15頁 1226800 修正 ^S_92105865_ 五、發明說明（1〇) CCD圖像感測器j的輸出部〗d的工作電壓而設定的正向、負 的特定電壓值VH[V]、VL[V]對應，關於基準電壓、 一 Θ、’设定為比正向的電壓VH[V]稍微高的電壓，關於基準 電壓VRL ’設定為比負向的電壓VL[ V]稍低的電壓。 控制部23根據來自比較部22的比較輸出KA，檢測升壓 電路2的輸出電壓到達特定的電壓v〇H、v〇L，據此，切換 控制升壓時脈生成部丨5的升壓時脈CKV ，且 成部13mT生成部14的各種時；信= 狗出狀悲。 士圖4疋5兒明圖3的時序圖。在該圖中，與圖1同樣，在 日I，t 0，攝像裝置設定為等待模式，不進行攝像動作，在 日守序11解除等待模式，開始攝像動作的上升。 ST下t，/象^置設定為等待模式的時序t0，開始觸發信號 ST下降到L電平，升壓時脈CKV也下降到L電平，升壓 的輸出電壓V0H也變為VG[V](例如0V)。 觸私冑發信鎖上升為H電平的時刻U，目應開始 觸考“5 #bST的上升’比較輸出KA上升為H電平，回應 二壓二：二連續振動。由此，使升壓電路2的輸出電壓 νυΗ快速地向所希望的電壓¥}1上升。 2著，在時刻t3，當輸出電壓V0H達到基 :=ΚΑ就下降到L電平時，回應它，升壓時脈ckv也切 。另外，在時刻13，回應比較輸出η就下 然後^平掃描期間即只在

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&案號 92】Π5只沾 五、發明說明（11) f、t6 t7、t8〜t9的期間中，升麗時脈CKV振動， 並=除I遮沒期間的水平掃描期間中，輸出了圖像信號 入m i二ΐ此，能防止升麼時脈CKV的振動引起的雜訊混 入圖像信號Y ( t )中。 ，即使採用把升壓電路2的輪出電壓V0H和基準電 :二按照該比較結果切換升壓時脈CKV的生成狀態 的…構，也此取得與實施例1同樣的效果。

準雷二：沾在：广施例2中’假定正向的輸出電壓V〇H達到基 的日;庠不因、Λ广公向的輸出電壓V〇L達到基準電壓VRL 到基準電壓削，，比較輸出KATP=平飢都達 士政以上，參照圖1〜圖4，說明了本發明的實施例。根據 11明，配合攝像動作的上升開始的時序，積極地進行井 y路2的升壓動作’並且在輸出電壓穩定後、，口把升壓 夠有效地防止圖像信號的劣化。 开成為了此，亚月匕 Μ上另Λ，，在Λ實，例中’在升壓電路2的輪出電壓V0H、 脈CKV振動，但是^ =步信號HD的遮沒期間才使升壓時 遮沒㈣t，^ Λ 此。即在垂直同步信號VD的 _ 矛水平同步信號HD的遮沒期間rn样，尤％ 订H卜平：：！，所以可以使升壓時脈CKv振動。’ ，像感測器的攝像裂置，但是本發傳輸型：^ :只，是使用基於升壓電路的升壓電壓，從 1取付圖像# 裝置，無論CCD圖像感測‘是^樣 1226800 _魏 五、發明說明（12) 的類型，都能 根據本發 規定的期間， 升壓電路的輸 電壓後，切換 行。據此，防 的上升時間的 雖然本發 限定本發明， 和範圍内，當 範圍當視後附 92105865 充分適 明，從 積極地 出電壓 升壓時 止了圖 南速化 明已以 任何熟 可作些 之申請

攝像動 進行升 上升。 脈的生 像信號 〇 較佳實 習此技 許之更 專利範 2的上升開始的時序到經過了 f電路的升壓動作，以高速使 且，當輸出電壓達到特 :“，使升壓動作間歇：： 、另化，並且能實現攝像裝覃 ;:揭；如上，然其並非 ☆者，在不脫離本發明乂 動與潤飾，因此本發明：珅 圍所界定者為準。.保護

1226800 ___案號 92105865 以年 < 月V日_«_ 圖式簡單說明 [圖式簡單說明] 圖1是表示本發明實施例1的結構的方塊圖。 圖2是說明圖1的動作的時序圖。 圖3是表示本發明實施例2的結構的方塊圖。 圖4是說明圖3的動作的時序圖。 圖5是表示以往的攝像裝置的結構的方塊圖。 圖6是說明圖5的動作的時序圖。 [圖式標示說明] 1-CCD圖像感測器； 2-升壓電路； 3-電壓調整（regulate)電路； 4 -垂直驅動電路； 5 -水平驅動電路； 6、1 1、2 1 -時序控制電路； 12-VD.HD生成部； 13-FT生成部； 14-VT.HT生成部； 15-升壓時脈生成部；’ 1 6 -計數器； 1 7、2 3 -控制部； 2 2 -比較部。

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Claims (1)

1. _修正 種攝像裝置，其特徵在於包括： 、一固態攝像元件，具有行列配置的多個感光晝素，用 以儲存回應入射光而產生的資訊電荷； 壓一升壓電路，通過對輸入電壓進行升壓而產生升壓電 二驅動電4，接受所述升壓電壓，產生 :::所::態攝像元件的多個感光晝素中的資訊電荷ΐ 一牯脈發生電路，在決定所述固態攝像元件的垂直播 ::::掃描的時序的同時，產生使所述升壓電 浐# f t斤述時脈發生電路在所述固態攝像元件的垂直 間内連續產生所述；ί =動作的上升期間内的規定的期 2 ·如申專利範圍第1項所述的攝像梦罟甘# / Α 於，所述時脈發生電路包括·· $㈣像衣置’其特徵在 一！[:脈生成部’生成所述升壓時脈； 以及^ ί所料Μ時料行計數，輪出計數值； 一控制部，把所述計數值與規 比較結果控制所述升麼時脈生成部的：二：值比較，根據 態。 丨的升壓時脈的生成狀 3.如中請專利範圍第2項所述的攝像裝置，其特徵在 11042PIF2.ptc 第20頁 1226800 案號 9210586j P ^ Z月从曰 六、申請專利範圍 於，所述時脈發生電路還包括·· /時序信號生成部’生成設定把基於所述驅動電路的 所述驅動時脈向所述固態攝像裝置供給的時序的時序信 號， 其中，所述時序信號生成部在所述計數值到達所述目 標值之前的期間中’停止對所述驅動電路供給所述時序信 號，當所述計數值到達所述目標值時，開始對所述驅動電 路供給所述時序信號。 4 ·如申請專利範圍第丨項所述的攝像裝置，其特徵在 於，所述時脈發生電路包括： 一升壓時脈生成部，生成所述升壓時脈； 一比較部，把所述升壓電路的輸出電壓和規定的基 電壓比較，輸出比較輸出；以及 土 一控制部，根據所述比較部的比較輸出，控制所 壓時脈生成部的所述升壓時脈的生成狀態。 5 ·如申請專利範圍第4項所述的攝像裝置，其 於，所述時脈發生電路還包括： /、、$在 一時序信號生成部，生成設定把基於 所述驅動時脈向所述固能摄傻奘 迷.辱動電路的 號， U悲攝像袭置供給的時序的時序信 其中所述時序信號生成部在所述 的電壓值低於所述基準電壓的期間電路的輸出電壓 路供給所述時序信?虎，當所述升壓電路二驅動電 述基準電壓時，開始尉所述驅動電路供給 I 11042PIF2.ptc 第21頁