(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像表示規格に合った画像に信号処理する動作基準となるクロック信号を用いて供給先の装置にてそれぞれ規定された駆動信号として供給されるタイミングおよび映像表示に用いる同期の関係を示す複数種類の基準信号を発生させ、画像表示に用いる信号を生成する信号発生装置において、該装置は、
前記タイミングの関係を保ち、画像入力におけるタイミング信号を発生させ、該タイミング信号を用いて画像を形成する信号電荷を読み出す撮像素子に出力するタイミング信号発生手段と、
前記同期の関係を保って、読み出した画像の表示に用いる同期信号を発生させる同期信号発生手段と、
前記同期信号の供給に応じて信号休止手段からの出力される同期信号出力を制御する制御信号を生成し、前記信号休止手段に出力する出力制御手段と、
該制御信号に応じて前記同期信号の出力を一時的に休止させる信号休止手段とを含み、
前記信号休止手段は、最も大きな電力を消費するバッファ手段の直前の位置に配設されることを特徴とする信号発生装置。
【請求項２】
請求項１に記載の信号発生装置において、前記出力制御手段は、前記タイミング信号発生手段の出力を供給する供給先の装置から記録用に信号を読み出す際に前記信号休止手段からの出力の停止を制御し、前記信号休止手段からの出力供給の再開を、前記同期信号発生手段の出力に同期して制御することを特徴とする信号発生装置。
【請求項３】
請求項１に記載の装置において、前記信号休止手段は、前記クロック信号が前記同期信号発生手段に供給される直前の位置に配設されることを特徴とする信号発生装置。
【請求項４】
請求項１に記載の装置において、該装置は、前記タイミング信号発生手段および前記同期信号発生手段が同一のチップ内に設けられていることを特徴とする信号発生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、装置の動作基準となる各種信号を発生させる信号発生装置に関し、特にタイミング信号と同期信号の両方を使用するディジタルカメラや画像処理装置等に用いて好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、装置に対して小型化を図りながら、この装置の機能を向上させるというユーザ等の希望を満足させるため、装置には、開発したゲート・アレイ等のセミ・カスタムICを開発して高密度実装する等の努力が払われてきている。この一具体例として、たとえば高密度実装が実際になされている画像処理装置は、画像入力手段および信号処理手段が備えている。画像処理装置は、CCD (Charge Coupled Device) のような２次元のイメージセンサにより画像入力するだけでなく、得られた画像を構成するための画像信号に対して信号処理手段の一つであるエンコーダでテレビジョン規格の信号が得られるように処理を行っている。イメージセンサは駆動に際して駆動信号としてタイミング信号が必要であり、イメージセンサから得られた信号のエンコードには同期信号が必要である。このタイミング信号と同期信号は、通常、共通するクロック信号によって生成されている。このように用いる信号の共通性と前述したように小型化の要求から、最近タイミング信号と同期信号を発生させる部分はIC内に一体化してパッキングされている。
【０００３】
ところで、一般的にイメージセンサには、周囲の温度が上昇すると、イメージセンサを流れる暗電流が増加し、結果的に、得られる画像は画質を低下させてしまう特徴のあることが知られている。たとえば、特開昭64-50670号公報に記載された画像処理装置では、このような問題に対処すべく、特定の場合以外にクロック発生禁止手段を動作せしめ、クロック信号の発生を停止して、装置内の昇温を抑えることが提案されている。
【０００４】
また、画像処理装置において用いられる信号処理には、数多くの処理を経て画像信号を出力している。相関二重サンプリング(CDS) は、イメージセンサから得られたアナログ信号に含まれるノイズを抑えるように処理を行っている。次に、以後の信号処理をディジタル信号で行うためにA/D 変換を行い、ディジタル信号プロセッサ(DSP) でディジタルに変換された信号を基に各種のディジタル信号処理を施してエンコーダで映像信号にしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、撮像信号がエンコーダに供給される前にたとえばCDS, A/D, DSP が入ると、これらの信号処理に応じてエンコーダに供給するタイミング信号、すなわち、同期信号は、数十クロック分遅延させなければならない。この遅延調整が大きいとき、同期信号のエッジ部分が映像信号の有効画面領域内に入り込んでしまう場合がある。この場合、同期信号が他の信号処理に用いるタイミング信号にジッタ等の影響を与えてしまう場合がある。
【０００６】
また、２次元のイメージセンサから信号電荷を全画素読出し方式で読み出す際には、同期信号によっては画面の中央付近の位置に見えるようになる。
【０００７】
このような有効映像領域内の位置に一方のタイミング信号（同期信号の方）が入り込むと、IC内には複数の信号発生部分が同梱されているので、間接的に電流変動の影響をタイミング信号が受けてしまう。このため画面にジッタ等として現れる。IC化に伴って発生した不具合としては、画面の左端に縦方向の筋となって現れたり、画面の中央に縦方向に筋が現れてしまう場合がある。
【０００８】
本発明はこのような従来技術の欠点を解消し、映像信号の有効画像領域内に発生するジッタ等によるノイズの影響を防止することができる信号発生装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述の課題を解決するために、信号処理の動作基準となるクロック信号を用いて供給先の装置にてそれぞれ規定されたタイミングおよび同期の関係を示す複数種類の基準信号を発生させる信号発生装置において、タイミングの関係を保つ基準信号を発生させる第１の基準信号発生手段と、同期の関係を保つ基準信号を発生させる第２の基準信号発生手段と、第２の基準信号発生手段から供給先の装置への信号出力を制御する出力制御手段と、この出力制御手段からの制御信号に応じて第２の基準信号発生手段の出力を一時的に休止させる信号休止手段とを有することを特徴とする。
【００１０】
ここで、出力制御手段は、第１の基準信号発生手段の出力を供給する供給先の装置から記録用に信号を読み出す際に信号休止手段から出力を停止する制御を行い、信号休止手段からの出力供給の再開には、第２の基準信号発生手段の出力に同期した制御を行うことが好ましい。
【００１１】
信号休止手段は、最も大きな電力を消費する手段の直前の位置に配設することが望ましく、この最も大きな電力を消費する手段の動作を制御手段に応じて制御でき、ノイズ発生等だけでなく、電力消費も抑えることができるようになる。
【００１２】
また、信号休止手段は、クロック信号が第２の基準信号発生手段に供給される直前の位置に配設するようにしてもよい。これにより、第２の基準信号発生手段へのクロック信号の供給を制御できるようになる。
【００１３】
第１の基準信号発生手段および第２の基準信号発生手段は、同一のチップ内に設けられているという特徴があり、小型化する際に有利である。
【００１４】
本発明の信号発生装置は、信号休止手段を出力制御手段の制御に応じて動作させて第２の基準信号発生手段からの出力を一時的に休止させることにより、第２の基準信号発生手段の出力信号が第１の基準信号発生手段からの出力に影響を及ぼして供給先の装置から読み出した信号にジッタ等の悪影響の現れを防止できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に添付図面を参照して本発明による信号発生装置の一実施例を詳細に説明する。
【００１６】
本発明に係る信号発生装置は、複数のタイミング信号をそれぞれ発生させ、これらのタイミング信号を生成する部分の小型化を図るため、たとえばセミカスタムIC化し、結果として同梱させられている装置である。この信号発生装置は、たとえば撮像手段の駆動と映像信号に撮像信号を変換するタイミングを供給するように２つのタイミング信号が必要なディジタルカメラや画像処理装置等のタイミング信号発生装置に用いられる。
【００１７】
本実施例は、本発明の信号発生装置をタイミング信号生成装置10に適用した場合について説明する。タイミング信号生成装置10は、タイミング信号発生部11、同期信号発生部12、制御部13、および出力選択部14を有してる。
【００１８】
タイミング信号発生部11は、原発振部（図示せず）から供給されるクロック信号を基にこのタイミング信号発生装置10が適用される装置の各部を動作させる基準信号を生成する。同期信号発生部12は、たとえば映像信号の規格に適合した同期信号を原発振部から供給されるクロック信号に応じて生成する。同期信号発生部12は、タイミング信号発生部11から供給したタイミング信号に応じて各部を順に動作させて得られた出力信号をたとえば映像信号に変換するエンコーダに供給するとともに、制御部13にも供給している。
【００１９】
制御部13には、同期信号発生部12で生成された信号が供給されている。制御部13は、出力選択部14に制御信号を供給している。制御部13は、タイミング信号発生部11の出力を供給する供給先の装置から記録用に信号を読み出す際に出力選択部14からの出力を停止するように制御を行う。また、制御部13は、出力選択部14からの出力供給を再開する際に、同期信号発生部12の出力に同期するよう制御を行う。特に同期信号発生部12の出力の内、垂直同期信号(VD)を用いて同期関係を維持するようにしている。
【００２０】
出力選択部14は、制御部13から供給される制御信号に応じて同期信号発生部12からの出力信号を通す場合（オン状態）、同期信号発生部12からの出力信号を一時的に出力休止する場合（オフ状態）の信号選択切換えを行う。図１では同期信号発生部12の出力側に設け、たとえば最も消費電力の多いバッファ等の入力直前の位置に配設するとよい。これにより、各種の信号処理において停止させる範囲を最小限にするようになり、かつ電力の消費も効果的に抑えることができるようになる。また、この出力選択部14は、タイミング信号発生部11へのクロック信号の供給を遮断することなく、かつ同期信号発生部12へのクロック信号の供給だけを一時的に休止させるように同期信号発生部12のクロック信号の入力側の位置に配設してもよい（図示せず）。このようにすれば、出力選択部14は、同期信号発生部12に供給するクロック信号の供給をオン／オフ制御することにより、所定の期間だけ同期信号発生部12からの出力を休止させることができる。
【００２１】
次にこのタイミング信号生成装置10をたとえば、図２に示す電子スチルカメラ20に適用した場合について説明する。その電子スチルカメラ20は、タイミング信号生成装置10の他に光学系21、イメージセンサ(CCD)22 、前処理部23、A/D 変換部24、DSP25 、エンコーダ26およびレリーズシャッタボタン27を備えている。光学系21には、単一ないし複数のレンズと、絞りおよびシャッタを駆動する機構を含んでいる。
【００２２】
イメージセンサ(CCD)22 は、２次元配列の画素セルが配設されている。このイメージセンサ22の直前には、各画素セルに色フィルタの対応した色フィルタアレイが配設されている。画素セルは、色フィルタアレイを透過した入射光を光電変換することにより電気信号（アナログ信号）を撮像信号として出力する。
【００２３】
前処理部23は、供給された撮像信号に含まれるランダムなノイズ等を低減する相関二重サンプリング回路とノイズ除去後の信号を所定のレベルに増幅するプリアンプ回路を含んでいる。A/D 変換部24は、前処理部23から供給される撮像信号をタイミング信号発生部11からのタイミング信号を用いてサンプリングしてディジタル信号に変換する。DSP25 は、各種の信号処理をディジタル信号で行って、回路の小型化および電力消費を抑えるようにセミカスタムIC化されている。光学系21、イメージセンサ(CCD)22 、前処理部23、A/D 変換部24、およびDSP25 には、タイミング信号生成装置10のタイミング信号発生部11からこれらの各部の駆動や信号処理に必要な基準信号としてタイミング信号が供給されている。
【００２４】
エンコーダ26は、供給された撮像信号をテレビジョン規格の信号となるように変換を行う機能を含む。エンコーダ26には、タイミング信号生成装置10の同期信号発生部12から必要な基準信号として同期信号が供給される。この同期信号の供給により、エンコーダ26は、撮像信号をテレビジョン規格のタイミング関係、すなわち同期関係を満足させる信号を生成する。
【００２５】
レリーズシャッタボタン27は、露出光量の調整動作と撮影タイミングを電子スチルカメラ20に知らせるために設けられている。レリーズシャッタボタン27の操作に応じた信号が制御部13に供給される。
【００２６】
この電子スチルカメラ20の動作は、まず、たとえば操作ボタンであるレリーズシャッタボタン27を半分程押し下げて露出量を計測する。イメージセンサ(CCD)22 の画素セルでは、光学系21を介して入射光を受光する。このときの受光光量から露出制御が最適となるように光学系21の絞りおよびシャッタ駆動機構の設定が行われる。図３(a) に示すように垂直同期信号( 以下、VD信号という) を基準信号とみなして各部の動作関係を見ると、イメージセンサ22は、所定の時間経過後に図３(b) の露光制御信号の立ち上がりで調節された入射光量の露出を開始する。イメージセンサ22は、VD信号の立ち下がりと同時に露出を終了する（図３の本撮像を参照）。イメージセンサ22は、たとえばモニタ中この露出により画素セルに蓄積された信号電荷を露出終了後の次のVD信号のタイミングに応じてデータ読出しを行っている（図３のモニタの期間を参照）。
【００２７】
電子スチルカメラ20は、電源オン時に被写界の画像をたとえば、モニタに表示するため前述した信号を用いて表示させている。このため、一般にイメージセンサ22で読み出された撮像信号は、順に前処理部23、A/D 変換部24、DSP25 、エンコーダ26に送られる。エンコーダ26は、テレビジョン規格にされた出力を電子ビューファインダに送る。このようにして撮影しようとする被写界を表示させている。
【００２８】
次にユーザがレリーズシャッタボタン27を完全に押し下げて本撮像を開始する（図３の矢印T1を参照）。このとき、光学系21は、たとえばタイミング信号生成装置10のタイミング信号発生部11から供給されるタイミング信号でこの光学系21内の機構の動作を最適とするように駆動する。イメージセンサ22は、駆動による設定に応じた光量で露出して信号電荷の蓄積を行う。図３の矢印T2が示すVD信号の立ち下がり以降でイメージセンサ22は、前述と同様に供給されるタイミング信号から作られた駆動信号に応じて信号電荷の読出しを行う。読み出された撮像信号が、順に前処理部23、A/D 変換部24、DSP25 、エンコーダ26に送られる。しかしながら、レリーズシャッタボタン27を完全に押し下げた瞬間に制御部13に、いわゆる本読出しを行う操作指示信号が供給される。このとき、制御部13は、出力選択部14に動作を図３(d) の期間STをオフにするよう制御信号を出力する。出力選択部14がオフ状態になるためエンコーダ26には、タイミング信号生成装置10の同期信号発生部12で発生させた同期信号が供給されない。この結果、エンコーダ26は、信号処理の動作を停止してしまい、この期間ST中、画面はオフ状態になる。このような画面処理をしている際に、図示していないがDSP25 からの出力をたとえばデータ圧縮部等に供給してデータ圧縮処理が施される。このデータ圧縮処理の後、ICカード等の記録媒体に記録する。
【００２９】
この記録終了後、制御信号はたとえば次に同期信号発生部12から供給されるVD信号に同期して出力選択部14に動作をオン状態にする制御信号を供給する。オン状態になった出力選択部14を介してエンコーダ26に同期信号が供給される。エンコーダ26は、動作をVD信号に同期して再開する。
【００３０】
ここで、比較としてこれまでCCD 読出しの際に得られる記録信号には、タイミング信号発生部11と同期信号発生部12を同一IC内に同梱した際、複数の信号処理によりエンコーダに供給される同期信号を数十クロック信号分だけ遅延させる必要があるため、図４の有効映像領域40内に同期信号が現れるようになる。このとき、タイミング信号発生部11の出力にジッタ等が発生した。このジッタ等は、装置の小型化を図ってIC内に複数の信号発生部を同梱することにより電流変動を受け易くしているためである。読み出されたデータを処理して、モニタするとともに表示した場合、画面には、たとえば図４に示すように画面左端側に縦方向に筋41と画面中央に縦方向の筋42等が発生し画質を低下させる現象が発生していた。
【００３１】
このように構成することにより、読み出し中にエンコーダ26への同期信号の供給をなくすことにより、エンコーダ26の動作が停止するので、タイミング信号発生部11からの出力への影響を防止することができるようになり、記録データに縦方向に筋等、ジッタのない画質のよいデータを記録することができるようになる。
【００３２】
なお、タイミング信号生成装置10の出力選択部14は、前述したように消費電力の最も大きいバッファに供給される同期信号の入力直前に設けると、以後のエンコード処理に必要な動作を停止させ、多大な電力も消費させることなくできる。
【００３３】
【発明の効果】
このように本発明に係る信号発生装置によれば、信号休止手段を出力制御手段の制御に応じて動作させて第２の基準信号発生手段からの出力を一時的に休止させ、第２の基準信号発生手段の出力信号が第１の基準信号発生手段からの出力に影響を及ぼして供給先の装置から読み出した信号にジッタ等の悪影響の現れを防止できるので、記録時に適用することによってノイズ等のない記録信号を得ることができ、特に画像信号を得る際に画像の品質を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る信号処理装置をタイミング信号生成装置に適用した際の概略的な構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示したタイミング信号生成装置を電子スチルカメラに適用した際の構成を示すブロック図である。
【図３】図２に示した電子スチルカメラの動作を説明するタイミングチャートである。
【図４】従来の処理により画面に現れるノイズの発生位置を説明する画面の模式図である。
【符号の説明】
10  タイミング信号生成装置
11  タイミング信号発生部
12  同期信号発生部
13  制御部
14  出力選択部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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