(57)【要約】    【課題】  ＣＰＵによって駆動信号波形情報の設定が行われなくとも、新規開発の光イメージセンサに最適な駆動信号を発生することができ、また、新たにファームウェアを開発することによる開発負荷を軽減することができる駆動信号発生器を提供する。    【解決手段】  光イメージセンサ１０２から画像信号を取り出すために光イメージセンサ１０２に供給されるべき駆動信号を発生する駆動信号発生器１０１において、供給されるべき駆動信号の波形情報を内蔵した光イメージセンサ１０２から該波形情報を取得し、取得された波形情報に基づいて駆動信号の発生を行う。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光イメージセンサから画像信号を取り出すために該光イメージセンサに供給されるべき駆動信号を発生する駆動信号発生器であって、
供給されるべき駆動信号の波形情報を内蔵した光イメージセンサから該波形情報を取得する取得手段と、
前記取得手段によって取得された波形情報に基づいて駆動信号の発生を行う発生手段と
を有することを特徴とする駆動信号発生器。
【請求項２】
前記光イメージセンサと通信するための通信手段をさらに有し、
前記取得手段は、前記通信手段を介して前記光イメージセンサから前記波形情報を取得することを特徴とする請求項１記載の駆動信号発生器。
【請求項３】
前記取得手段は、電源投入時に前記波形情報を取得することを特徴とする請求項１記載の駆動信号発生器。
【請求項４】
前記取得手段は、リセット解除後に前記波形情報を取得することを特徴とする請求項１記載の駆動信号発生器。
【請求項５】
前記発生手段は、前記駆動信号発生器が搭載されたシステムを制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）から駆動信号発生の指示を受けたときに前記駆動信号の発生を行うことを特徴とする請求項１記載の駆動信号発生器。
【請求項６】
駆動信号発生器から送られた駆動信号に基づき画像信号を出力する光イメージセンサであって、
前記駆動信号発生器から供給されるべき駆動信号の波形情報を保持する保持手段と、
前記駆動信号発生器からの要求に応じて、前記保持手段によって保持された波形情報を前記駆動信号発生器に送信する送信手段と
を有することを特徴とする光イメージセンサ。
【請求項７】
フォトダイオードとＭＯＳトランジスタとを含んで構成されることを特徴とする請求項６記載の光イメージセンサ。
【請求項８】
光イメージセンサから画像信号を取り出すために該光イメージセンサに供給されるべき駆動信号を発生する駆動信号発生器に適用される駆動信号発生方法であって、
供給されるべき駆動信号の波形情報を内蔵した光イメージセンサから該波形情報を取得する取得ステップと、
前記取得ステップによって取得された波形情報に基づいて駆動信号の発生を行う発生ステップと
を有することを特徴とする駆動信号発生方法。
【請求項９】
前記取得ステップでは、電源投入時に前記波形情報を取得することを特徴とする請求項８記載の駆動信号発生方法。
【請求項１０】
前記取得ステップでは、リセット解除後に前記波形情報を取得することを特徴とする請求項８記載の駆動信号発生方法。
【請求項１１】
前記発生ステップでは、前記駆動信号発生器が搭載されたシステムを制御するＣＰＵから駆動信号発生の指示を受けたときに前記駆動信号の発生を行うことを特徴とする請求項８記載の駆動信号発生方法。
【請求項１２】
光イメージセンサから画像信号を取り出すために該光イメージセンサに供給されるべき駆動信号を発生する駆動信号発生器に適用される駆動信号発生方法を、コンピュータに実行させるためのプログラムにおいて、
供給されるべき駆動信号の波形情報を内蔵した光イメージセンサから該波形情報を取得する取得ステップと、
前記取得ステップによって取得された波形情報に基づいて駆動信号の発生を行う発生ステップと
を有することを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動信号発生器、光イメージセンサ、駆動信号発生方法、及びプログラムに関し、特に、光イメージセンサから画像信号を取り出すために該光イメージセンサに供給されるべき駆動信号を発生する駆動信号発生器、駆動信号発生器から送られた駆動信号に基づき画像信号を出力する光イメージセンサ、該駆動信号発生器に適用される駆動信号発生方法、及び該駆動信号発生方法をコンピュータに実行させるためのプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ビデオカメラやデジタルカメラには、光信号を電気信号に変換するための撮像素子としての光イメージセンサが搭載されている（例えば特許文献１参照）。そして、新しいビデオカメラやデジタルカメラの開発に応じて、搭載される光イメージセンサにも益々の高画素化、高画質化が望まれ、次々と新しい光イメージセンサが開発されている。
【０００３】
新しい光イメージセンサにおいては、該光イメージセンサを動作させるための新しい駆動信号が求められる。そのため、光イメージセンサ毎に新たな駆動信号発生器を開発したり、従来の駆動信号発生器の設定を変更することで、新しい光イメージセンサのための駆動信号を生成したりする手法が取られて来た。以下に、図を参照してこれらを詳述する。
【０００４】
図４は、従来の駆動信号発生器の構成を示すブロック図である。
【０００５】
４０１は駆動信号発生器、４０２は光イメージセンサ、４０３は、駆動信号発生器４０１の動作を制御するＣＰＵである。４５１は複数の信号線であり、光イメージセンサ４０２を駆動する駆動信号を光イメージセンサ４０２へ供給する信号線である。４５５は、通信クロックをＣＰＵ４０３から駆動信号発生器４０１へ供給する信号線であり、この通信クロックによってＣＰＵ４０３と駆動信号発生器４０１とで通信が行われる。４５６は、駆動信号発生器４０１が動作することを許容するイネーブル信号をＣＰＵ４０３から駆動信号発生器４０１へ供給する信号線である。４５７は、通信データをＣＰＵ４０３から駆動信号発生器４０１へ供給する信号線である。
【０００６】
図５は、図４に示した従来の駆動信号発生器４０１に対してＣＰＵ４０３により行われる駆動信号生成処理の手順を示すフローチャートである。
【０００７】
最初に、ＣＰＵ４０３が駆動信号発生器４０１に対して、駆動信号の波形の情報、例えば各波形の変化点位置などを、信号線４５５、４５６、４５７を介して設定する（Ｓ１）。この設定終了後、ＣＰＵ４０３は駆動信号発生器４０１に対して駆動パルスの発生を指示する（Ｓ２）。この指示に従って、駆動信号発生器４０１が光イメージセンサ４０２に対して駆動パルスを供給する（Ｓ３）。
【０００８】
図６は、従来の光イメージセンサ回路の一部の構成を示した回路図である。
【０００９】
光イメージセンサ回路は、フォトダイオードとＭＯＳトランジスタとで主に構成され、図６は、光イメージセンサの画素数分だけ存在するセンサセルの１つと、光イメージセンサの出力チャネル数と出力位相の数との積だけ存在する読出回路の１つとを示している。
【００１０】
図６において６２０はセンサセルであり、６２１は読出回路である。センサセル６２０において６０１はフォトダイオード、６０２は、フォトダイオード６０１に蓄積された電荷を外部に転送するための転送ＭＯＳスイッチ、６５２は、転送ＭＯＳスイッチ６０２を制御する信号線である。
【００１１】
６０３は、フォトダイオード６０１に蓄積され、転送ＭＯＳスイッチ６０２を介して信号線６５６に転送された電荷を消滅させるためのリセットＭＯＳスイッチ、６５１は、リセットＭＯＳスイッチ６０３を制御する信号線である。
【００１２】
６０４は、信号線６５６に転送された蓄積電荷によって生じたフォトダイオード電圧をバッファ出力するためのソースフォロアＭＯＳトランジスタ、６０５は、画素を選択するための選択ＭＯＳスイッチ、６５３は、選択ＭＯＳスイッチ６０５を制御する信号線である。６５７は、センサセル６２０からの信号を読出回路６２１に導く信号線である。
【００１３】
つぎに読出回路６２１において６０９は、ノイズ成分と信号成分とを含んだセンサ出力信号による電荷を蓄積するための信号成分蓄積用コンデンサ、６０７は、ノイズ成分と信号成分とを含んだセンサ出力信号を信号成分蓄積用コンデンサ６０９に導くための信号成分用ＭＯＳスイッチ、６５４は、信号成分用ＭＯＳスイッチ６０７を制御する信号線である。
【００１４】
６１０は、ノイズ成分の信号による電荷を蓄積するためのノイズ成分蓄積用コンデンサ、６０８は、ノイズ成分信号をノイズ成分蓄積用コンデンサ６１０に導くためのノイズ成分用ＭＯＳスイッチ、６５５は、ノイズ成分用ＭＯＳスイッチ６０８を制御する信号線である。
【００１５】
６１１は、ノイズ成分を含んだセンサ出力信号からノイズ成分を取り除き、信号成分のみを出力するための差動アンプであり、信号線６５８に、センサセル６２０のセンサ出力信号からノイズ成分を除いた真の信号成分だけを出力する。
【００１６】
図７は、図６に示す回路の各信号線に流れる駆動信号の波形を示すタイミングチャートである。
【００１７】
図７において（Ａ）に示す信号波形は、図６の信号線６５３に流れる駆動信号発生器４０１からの駆動信号、（Ｂ）に示す信号波形は、図６の信号線６５１に流れる駆動信号発生器４０１からの駆動信号、（Ｃ）に示す信号波形は、図６の信号線６５２に流れる駆動信号発生器４０１からの駆動信号、（Ｄ）に示す信号波形は、図６の信号線６５４に流れる駆動信号発生器４０１からの駆動信号、（Ｅ）に示す信号波形は、図６の信号線６５５に流れる駆動信号発生器４０１からの駆動信号である。以下に、図７の各信号波形の持つ意味を説明する。
【００１８】
図７（Ｂ）の信号線６５１に流れる駆動信号は、図６のリセットＭＯＳスイッチ６０３を制御し、高レベルによってリセットＭＯＳスイッチ６０３が導通状態となり、図６の転送ＭＯＳスイッチ６０２を介して信号線６５６に出力された電荷がリセットされる。
【００１９】
図７（Ａ）の信号線６５３に流れる駆動信号は、図６の選択ＭＯＳスイッチ６０５を制御し、高レベルによって選択ＭＯＳスイッチ６０５が導通状態となり、選択されたセンサセル６２０の出力信号が、図６の信号線６５７に導かれる。
【００２０】
図７（Ｃ）の信号線６５２に流れる駆動信号は、図６の転送ＭＯＳスイッチ６０２を制御し、高レベルによって転送ＭＯＳスイッチ６０２が導通状態となり、図６のフォトダイオード６０１の電荷を信号線６５６に転送する。
【００２１】
図７（Ｄ）の信号線６５４に流れる駆動信号は、図６の信号成分用ＭＯＳスイッチ６０７を制御し、高レベルによって信号成分用ＭＯＳスイッチ６０７が導通状態となり、図６の信号線６５７の電荷を信号成分蓄積用コンデンサ６０９に転送する。
【００２２】
図７（Ｅ）の信号線６５５に流れる駆動信号は、図６のノイズ成分用ＭＯＳスイッチ６０８を制御し、高レベルによってノイズ成分用ＭＯＳスイッチ６０８が導通状態となり、図６の信号線６５７の電荷をノイズ成分蓄積用コンデンサ６１０に転送する。
【００２３】
図７に示す期間７０１においては、フォトダイオード６０１から電荷の読み出しに先立って、信号線６５６の電荷をリセットする。また、期間７０２においては、フォトダイオード６０１から電荷の読み出しに先立って、信号成分蓄積用コンデンサ６０９およびノイズ成分蓄積用コンデンサ６１０を、ここでは図示していない基準電源を用いて基準電圧にリセットする。
【００２４】
期間７０３において、ノイズ成分をノイズ成分蓄積用コンデンサ６１０に導く。また、期間７０４において、信号成分を信号成分蓄積用コンデンサ６０９に導く。
【００２５】
期間７０５においては、フォトダイオード６０１の電荷のリセットを行なう。
【００２６】
これらの一連の動作によって、図６の差動アンプ６１１が、ノイズ成分を含んだセンサ出力信号からノイズ成分を差し引いた真の画像信号を出力する。
【００２７】
光イメージセンサ４０２を動作させるためには、図７に示した駆動信号を駆動信号発生器４０１が的確なタイミングで光イメージセンサ４０２に出力して光イメージセンサ４０２を駆動する必要がある。更に、光イメージセンサ４０２の画素数、光イメージセンサ４０２を構成する、画素数に依存する回路の持つ配線容量などの光イメージセンサ４０２の固有値によって、図７に示した各期間の長さが異なるので、駆動信号発生器４０１は、駆動する光イメージセンサ毎に異なった波形を持つ駆動信号を出力する必要がある。
【００２８】
こうしたことからこれまで、新しい光イメージセンサを開発するたびに駆動信号発生器を新たに開発したり、既存の駆動信号発生器における設定を変更して使用したりすることが行われていた。
【特許文献１】特開平１１−２８８４５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２９】
しかしながら、従来、新たな駆動信号発生器を開発するためには、多大な開発投資と長い開発期間が必要となる。
【００３０】
また、新たな光イメージセンサを開発するたびに、ＣＰＵが既存の駆動信号発生器の設定を変更して新しい設定を行うためには、新たなファームウェアの開発が必要になると共に、設定を変更するためのＣＰＵのオーバヘッドが大きくなってしまうという問題がある。特にデジタルカメラのような低消費電力が要求される装置においては、使用者がシャッターボタンを押した時に電源が投入される仕組みとなっており、ＣＰＵによる設定にかかる時間が、シャッターを押した時点から実際に撮影が行なわれる時点までの時間を増大させてしまい、レリーズ時のタイムラグを極力減らすことが求められているデジタルカメラにとって不利を生じてしまう。そのため、ＣＰＵによる波形情報の設定のオーバヘッドをなくした駆動信号発生器の開発が望まれる。
【００３１】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであって、ＣＰＵによって駆動信号波形情報の設定が行われなくとも、新規開発の光イメージセンサに最適な駆動信号を発生することができ、また、新たにファームウェアを開発することによる開発負荷を軽減することができる駆動信号発生器、光イメージセンサ、駆動信号発生方法、及びプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３２】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明によれば、光イメージセンサから画像信号を取り出すために該光イメージセンサに供給されるべき駆動信号を発生する駆動信号発生器であって、供給されるべき駆動信号の波形情報を内蔵した光イメージセンサから該波形情報を取得する取得手段と、前記取得手段によって取得された波形情報に基づいて駆動信号の発生を行う発生手段とを有することを特徴とする駆動信号発生器が提供される。
【００３３】
また、請求項６記載の発明によれば、駆動信号発生器から送られた駆動信号に基づき画像信号を出力する光イメージセンサであって、前記駆動信号発生器から供給されるべき駆動信号の波形情報を保持する保持手段と、前記駆動信号発生器からの要求に応じて、前記保持手段によって保持された波形情報を前記駆動信号発生器に送信する送信手段とを有することを特徴とする光イメージセンサが提供される。
【００３４】
また、請求項８記載の発明によれば、光イメージセンサから画像信号を取り出すために該光イメージセンサに供給されるべき駆動信号を発生する駆動信号発生器に適用される駆動信号発生方法であって、供給されるべき駆動信号の波形情報を内蔵した光イメージセンサから該波形情報を取得する取得ステップと、前記取得ステップによって取得された波形情報に基づいて駆動信号の発生を行う発生ステップとを有することを特徴とする駆動信号発生方法が提供される。
【００３５】
さらに、上記駆動信号発生方法をコンピュータに実行させるためのプログラムが提供される。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、光イメージセンサから画像信号を取り出すために該光イメージセンサに供給されるべき駆動信号を発生する駆動信号発生器において、供給されるべき駆動信号の波形情報を内蔵した光イメージセンサから該波形情報を取得し、取得された波形情報に基づいて駆動信号の発生を行う。
【００３７】
これにより、駆動信号発生器を搭載したシステム（例えばデジタルカメラ）を制御するためのＣＰＵによって駆動信号発生器に対して駆動信号波形情報の設定が行われなくとも、新規開発の光イメージセンサに最適な駆動信号を発生することができ、また、新たにファームウェアを開発することによる開発負荷を軽減することができる。
【００３８】
また、ＣＰＵが駆動信号の波形情報を駆動信号発生器に設定するオーバヘッドがなくなり、波形情報を設定するために必要な時間が省かれ、デジタルカメラのレリーズ時のタイムラグを短くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。
【００４０】
図１は、本発明の一実施の形態に係る駆動信号発生器の構成を示すブロック図である。
【００４１】
図１において１０１は駆動信号発生器、１０２は光イメージセンサ、１０３は、駆動信号発生器１０１の動作を制御するＣＰＵである。本実施の形態では、光イメージセンサ１０２は、光イメージセンサ１０２が最適に動作するために必要となる駆動信号の波形情報を内蔵する。駆動信号発生器１０１は、光イメージセンサ１０２からこの駆動信号波形情報をダウンロードして、駆動信号発生器１０１に設定するようにする。
【００４２】
１５１は複数の信号線であり、光イメージセンサ１０２を駆動する駆動信号を駆動信号発生器１０１から光イメージセンサ１０２へ供給する信号線である。１５２は、通信クロックを駆動信号発生器１０１から光イメージセンサ１０２へ供給する信号線であり、この通信クロックによって駆動信号発生器１０１と光イメージセンサ１０２との間で通信が行われる。１５３は、光イメージセンサ１０２が動作することを許容するイネーブル信号を駆動信号発生器１０１から光イメージセンサ１０２へ供給する信号線である。１５４は、通信データ信号を光イメージセンサ１０２から駆動信号発生器１０１へ供給する信号線である。
【００４３】
１５５は、通信クロックをＣＰＵ１０３から駆動信号発生器１０１へ供給する信号線であり、この通信クロックによってＣＰＵ１０３と駆動信号発生器１０１との間で通信が行われる。１５６は、駆動信号発生器１０１が動作することを許容するイネーブル信号をＣＰＵ１０３から駆動信号発生器１０１へ供給する信号線である。１５７は、通信データ信号をＣＰＵ１０３から駆動信号発生器１０１へ供給する信号線である。
【００４４】
図２は、駆動信号発生器１０１と光イメージセンサ１０２との間の信号線を流れる信号の波形を示すタイミングチャートである。
【００４５】
図２において（Ａ）に示す信号波形は、図１の信号線１５２に流れる通信クロックの波形であり、（Ｂ）に示す信号波形は、図１の信号線１５３に流れるイネーブル信号の波形であり、（Ｃ）に示す信号波形は、図１の信号線１５４に流れる通信データ信号の波形である。
【００４６】
本実施の形態に係る駆動信号発生器１０１は、新規開発の光イメージセンサ１０２から駆動信号波形情報をダウンロードして、駆動信号発生器１０１に設定する。これによって、ＣＰＵ１０３によって駆動信号波形情報の設定を行うことなく、駆動信号発生器１０１が、新規開発の光イメージセンサ１０２に最適な駆動信号を発生することができ、また、新たにファームウェアを開発することによる開発負荷を軽減することが可能となる。
【００４７】
すなわち、電源起動時またはリセット解除後に、駆動信号発生器１０１は、信号線１５３のイネーブル信号（図２（Ｂ））が高レベルである期間に、信号線１５２の通信クロック（図２（Ａ））の立ち上がりに同期して、信号線１５４の通信データ信号（図２（Ｃ））として、光イメージセンサ１０２から駆動信号波形情報をダウンロードする。そして、この駆動信号波形情報を駆動信号発生器１０１に設定する。
【００４８】
図３は、ＣＰＵ１０３及び駆動信号発生器１０１によって行われる駆動信号発生処理の手順を示すフローチャートである。
【００４９】
先ず、駆動信号発生器１０１が光イメージセンサ１０２から駆動信号波形情報をダウンロードし、駆動信号発生器１０１に設定する（Ｓ１１）。つぎに、ＣＰＵ１０３が駆動信号発生器１０１に制御信号を送り、駆動信号発生器１０１に駆動信号を発生するための駆動シーケンスを開始させる（Ｓ２）。そして、駆動信号発生器１０１は、センサ駆動パルス（駆動信号）を光イメージセンサ１０２に出力する。
【００５０】
これにより、本実施の形態では、ＣＰＵ１０３が駆動信号波形情報を駆動信号発生器１０１に設定しなくとも、駆動信号発生器１０１が、光イメージセンサ１０２に最適な波形をもった駆動信号を生成することが可能となる。
【００５１】
〔他の実施の形態〕
なお、本発明の目的は、前述した実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システムまたは装置に供給し、そのシステムまたは装置のコンピュータ（またはＣＰＵ、ＭＰＵ等）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される。
【００５２】
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が本発明の新規な機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体およびプログラムは本発明を構成することになる。
【００５３】
また、プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。或いは、上記プログラムは、インターネット、商用ネットワーク、若しくはローカルエリアネットワーク等に接続される他のコンピュータやデータベース等からダウンロードすることにより供給される。
【００５４】
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施の形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。
【００５５】
更に、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の一実施の形態に係る駆動信号発生器の構成を示すブロック図である。
【図２】駆動信号発生器と光イメージセンサとの間の信号線を流れる信号の波形を示すタイミングチャートである。
【図３】ＣＰＵ及び駆動信号発生器によって行われる駆動信号発生処理の手順を示すフローチャートである。
【図４】従来の駆動信号発生器の構成を示すブロック図である。
【図５】図４に示した従来の駆動信号発生器に対してＣＰＵにより行われる駆動信号生成処理の手順を示すフローチャートである。
【図６】従来の光イメージセンサ回路の一部の構成を示した回路図である。
【図７】図６に示す回路の各信号線に流れる駆動信号の波形を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００５７】
１０１  駆動信号発生器（取得手段、発生手段）
１０２  光イメージセンサ（保持手段、送信手段）
１０３  ＣＰＵ
１５２  通信クロック用信号線
１５３  イネーブル信号用信号線
１５３  通信データ信号用信号線
【図１】
2006173915.tif 000003
【図２】
2006173915.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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