(57)【要約】【課題】ＣＣＤ型固体撮像装置の同期パルス生成回路の回路規模を小さくする。【解決手段】パルス発生位置及びパルス終了位置のタイミング順序に従って各位置に対応する設定データを選択し出力するセレクタ２３ａと、セレクタ２３ａで選択された設定データをグレイコードに変換するグレイコード変換手段２３ｂと、１周期の長さをグレイコードで繰り返し計数するカウンタ２２と、前記タイミング順序と前記同期パルス信号のマスク情報とをデコードし各同期パルス信号のラッチイネーブル信号を生成するデコード手段２３ｈと、同期パルス信号の種類毎に設けられデコード手段２３ｈから出力されるラッチイネーブル信号で有効／無効が選択される複数個のレジスタ２３ｄ〜２３ｇと、カウンタ２２の計数値と変換手段２３ｂの出力値とを比較し一致したとき一致信号をレジスタ２３ｄ〜２３ｇに共通に出力する比較手段２３ｃとを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数種類の同期パルス信号を、各パルス発生位置及びパルス終了位置の設定データに基づき生成し出力する同期パルス生成回路において、
前記パルス発生位置及びパルス終了位置のタイミング順序に従って該パルス発生位置または該パルス終了位置に対応する前記設定データを選択し出力するセレクタと、
該セレクタで選択された前記設定データをグレイコードに変換するグレイコード変換手段と、
１周期の長さをグレイコードで繰り返し計数するグレイコードカウンタと、
前記タイミング順序と前記同期パルス信号のマスク情報とをデコードし各同期パルス信号のラッチイネーブル信号を生成するデコード手段と、
前記同期パルス信号の種類毎に設けられ前記デコード手段から出力されるラッチイネーブル信号で有効／無効が選択される複数個のレジスタ手段と、
前記グレイコードカウンタの計数値と前記グレイコード変換手段の出力値とを比較し一致したとき一致信号を前記複数個のレジスタに共通に出力する比較手段とを備えることを特徴とする同期パルス生成回路。
【請求項２】
ＣＣＤ型固体撮像素子と、該ＣＣＤ型固体撮像素子の出力画像データを処理する処理回路と、前記ＣＣＤ型固体撮像素子及び前記処理回路に同期パルス信号を出力する請求項１に記載の同期パルス生成回路とを備えることを特徴とするＣＣＤ型固体撮像装置。
【請求項３】
前記同期パルス生成回路が前記ＣＣＤ型固体撮像素子に出力する前記同期パルス信号がオーバーフロードレイン用パルス信号であり、前記同期パルス生成回路が前記処理回路に出力する前記同期パルス信号が水平同期パルス信号とプレブランク用パルス信号とクランプオプティカルブラック用パルス信号であることを特徴とする請求項２に記載のＣＣＤ型固体撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路規模が小さな同期パルス生成回路及びのこの同期パルス生成回路を搭載したＣＣＤ（Charge Coupled Devices：電荷結合素子）型固体撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＣＤ型固体撮像装置は、垂直電荷転送路や水平電荷転送路等を駆動する転送パルスや、フォトダイオードから垂直電荷転送路に信号電荷を読み出すパルス等、各種のパルス信号を生成する同期パルス生成回路を備えている。
【０００３】
図６は、従来の同期パルス生成回路のうち、水平同期パルス信号（ＨＤ）と、オーバーフロードレイン用パルス信号（ＯＦＤ）と、プレブランク用パルス信号（ＰＢＬＫ）と、クランプオプティカルブラック用パルス信号（ＣＬＰＯＢ）とを生成する部分の回路構成図である。
【０００４】
水平同期パルス（ＨＤ）は、撮像素子から出力される画像データで１画面の画像を構成する場合の水平方向のタイミングをとるための信号である。オーバーフロードレイン用パルス（ＯＦＤ）は、フォトダイオードの残留電荷を半導体基板側に廃棄させる信号である。
【０００５】
プレブランク用パルス（ＰＢＬＫ）は、ブランキング期間中にローレベルとなり、ブランキング期間中における撮像素子の出力データを無視させる信号である。
【０００６】
クランプオプティカルブラック用パルス（ＣＬＰＯＢ）は、ハイレベルになったとき、撮像素子の出力データがオプティカルブラック（ＯＢ）部からの出力データであることを示す信号である。
【０００７】
図示する同期パルス生成回路は、グレイコードカウンタ１と、グレイコード変換部２ａ，…，２ｈと、比較器３ａ，…，３ｄと、フリップフロップ４ａ，…，４ｄとを備える。２進数データで表された各パルスの設定値データに基づいて、図６の回路が各パルス信号ＨＤ，ＯＦＤ，ＰＢＬＫ，ＣＬＰＯＢを生成し出力する。
【０００８】
ＣＣＤ型固体撮像装置では、２進数データを直接用いてパルス信号を生成すると、複数ビットの同時変化時（例えば、“０１１”→“１００”の変化時には、３つのビットが同時に変化し、各ビットを夫々のカウンタ出力で変化させると、３つのカウンタが同時に動作することになる。）にノイズが発生するため、特許文献１記載の様に、データ変化が１ビットとなるグレイコードが用いられる。
【０００９】
水平同期パルスＨＤの立ち上がり位置と立ち下がり位置の各設定値データは、夫々、グレイコード変換部２ａ，２ｂによりグレイコードに変換され、比較器３ａに入力される。立ち上がり位置のグレイコード値とグレイコードカウンタ１の計数値とが一致したとき比較器３ａは一致信号をフリップフロップ４ａに出力し、立ち下がり位置のグレイコード値とグレイコードカウンタ１の計数値とが一致したとき比較器３ａは一致信号をフリップフロップ４ａに出力する。これにより、水平同期パルスＨＤがフリップフロップ４ａから出力される。
【００１０】
オーバーフロードレイン用パルスＯＦＤの立ち上がり位置と立ち下がり位置の各設定値データは、夫々、グレイコード変換部２ｃ，２ｄによりグレイコードに変換され、比較器３ｂに入力される。立ち上がり位置のグレイコード値とグレイコードカウンタ１の計数値とが一致したとき比較器３ｂは一致信号をフリップフロップ４ｂに出力し、立ち下がり位置のグレイコード値とグレイコードカウンタ１の計数値とが一致したとき比較器３ｂは一致信号をフリップフロップ４ｂに出力する。
【００１１】
フリップフロップ４ｂにはＯＦＤマスク信号がイネーブル信号として入力されており、マスク期間でない期間に比較器３ｂから一致信号がフリップフロップ４ｂに入力すると、オーバーフロードレイン用パルスＯＦＤがフリップフロップ４ｂから出力される。
【００１２】
以下同様に、パルスＰＢＬＫ，パルスＣＬＰＯＢも同様に設定値データに基づいて生成され、フリップフロップ４ｃ，４ｄから出力される。
【００１３】
【特許文献１】特開平６―２６１２２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
図６に示す従来技術では、ＨＤパルス用にグレイコード変換部２ａ，２ｂと比較器３ａを設け、ＯＦＤパルス用にグレイコード変換部２ｃ，２ｄと比較器３ｂを設け、ＰＢＬＫパルス用にグレイコード変換部２ｅ，２ｆと比較器３ｃを設け、ＣＬＰＯＢパルス用にグレイコード変換部２ｇ，２ｈと比較器３ｄを設けている。即ち、パルスの種類毎に専用のグレイコード変換部と比較器を設けているため、回路規模が大きくなり、回路面積が広くなってしまうという問題がある。
【００１５】
本発明の目的は、回路規模が小さな同期パルス生成回路とこの同期パルス生成回路を搭載したＣＣＤ型固体撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の同期パルス生成回路は、複数種類の同期パルス信号を、各パルス発生位置及びパルス終了位置の設定データに基づき生成し出力する同期パルス生成回路において、前記パルス発生位置及びパルス終了位置のタイミング順序に従って該パルス発生位置または該パルス終了位置に対応する前記設定データを選択し出力するセレクタと、該セレクタで選択された前記設定データをグレイコードに変換するグレイコード変換手段と、１周期の長さをグレイコードで繰り返し計数するグレイコードカウンタと、前記タイミング順序と前記同期パルス信号のマスク情報とをデコードし各同期パルス信号のラッチイネーブル信号を生成するデコード手段と、前記同期パルス信号の種類毎に設けられ前記デコード手段から出力されるラッチイネーブル信号で有効／無効が選択される複数個のレジスタ手段と、前記グレイコードカウンタの計数値と前記グレイコード変換手段の出力値とを比較し一致したとき一致信号を前記複数個のレジスタに共通に出力する比較手段とを備えることを特徴とする。
【００１７】
本発明のＣＣＤ型固体撮像装置は、ＣＣＤ型固体撮像素子と、該ＣＣＤ型固体撮像素子の出力画像データを処理する処理回路と、前記ＣＣＤ型固体撮像素子及び前記処理回路に同期パルス信号を出力する上記記載の同期パルス生成回路とを備えることを特徴とする。
【００１８】
本発明のＣＣＤ型固体撮像装置は、前記同期パルス生成回路が前記ＣＣＤ型固体撮像素子に出力する前記同期パルス信号がオーバーフロードレイン用パルス信号であり、前記同期パルス生成回路が前記処理回路に出力する前記同期パルス信号が水平同期パルス信号とプレブランク用パルス信号とクランプオプティカルブラック用パルス信号であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、複数種類の同期パルス信号で共通にグレイコード変換手段と比較手段を用いるため、回路規模が小さくなり、製造コストの低減と省面積化を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
【００２１】
図１は、本発明の一実施形態に係るＣＣＤ型固体撮像装置の機能ブロック図である。この撮像装置１０は、被写界からの入射光を受光するＣＣＤ型固体撮像素子１１と、撮像素子１１から出力される画像データを前処理するＡＦＥ（アナログフロントエンド）回路１２と、ＡＦＥ回路１２で前処理された画像データを信号処理してＪＰＥＧ画像データ等にする画像処理部（ＤＳＰ）１３と、画像処理部１３から出力された画像データをモニタ等に出力する画像出力部１４と、各種パルス信号を生成し撮像素子１１，ＡＦＥ回路１２，画像処理部１３に出力するタイミングジェネレータ１５とを備える。
【００２２】
ＣＣＤ型固体撮像素子１１は、タイミングジェネレータ１５から供給される読出パルス，転送パルス，ＯＦＤパルス等の各種駆動パルスに従って駆動され、被写体の撮像画像データをアナログ信号で出力する。
【００２３】
ＡＦＥ回路１２は、タイミングジェネレータ１５から供給されるＰＢＬＫパルス信号やＣＬＰＯＢパルス信号等に基づき、撮像素子１１の出力データを相関二重サンプリング処理したり、利得調整したり、黒レベル除去したり、デジタルデータに変換したりして、画像処理部１３に出力する。
【００２４】
画像処理部１３は、タイミングジェネレータ１５から供給される水平同期信号ＨＤや垂直同期信号ＶＤに基づき、ＡＦＥ回路１２から取り込んだ画像データに対し、ホワイトバランス補正，ガンマ補正処理，ＲＧＢ／ＹＣ変換処理，圧縮伸長処理等の各種信号処理を施す。
【００２５】
画像出力部１４は、画像処理部１３から取り込んだ画像データを図示しない表示モニタに表示したり、図示しない記録メディアに格納したりする。
【００２６】
タイミングジェネレータ１５は、画像処理部１３からタイミングジェネレータ１５に出力される各種駆動パルスの設定値データに基づき各種パルス信号を生成し、読出パルスや転送パルス，ＯＦＤパルス等を撮像素子１１に出力すると共に、ＰＢＬＫパルス信号やＣＬＰＯＢパルス信号をＡＦＥ回路１２に出力し、また、水平同期信号ＨＤや垂直同期信号ＶＤを画像処理部１３に出力する。
【００２７】
図２は、タイミングジェネレータ１５の詳細構成図である。タイミングジェネレータ１５は、レジスタファイル格納部２１と、１周期の長さをグレイコード値で繰り返し計数するグレイコードカウンタ２２と、パルス生成回路２３とを備えて成る。
【００２８】
レジスタファイル格納部２１は、パルス変化位置の設定データ格納部２１ａと、マスク情報の設定データ格納部２１ｂと、パルス変化順序の設定データ格納部２１ｃとを備える。
【００２９】
タイミングジェネレータ１５は、各種のパルス信号を生成し出力するが、以下では、各種パルス信号のうち、ＨＤパルス，ＯＦＤパルス，ＰＢＬＫパルス，ＣＬＰＯＢパルスを例に説明する。
【００３０】
図３は、タイミングジェネレータ１５の機能構成図である。図２に示すパルス生成回路２３は、８個（ＨＤ，ＯＦＤ，ＰＢＬＫ，ＣＬＰＯＢの各立ち上がり位置（パルス発生位置），立ち下がり位置（パルス終了位置））の設定値データ２１ａのうちの１つを選択するセレクタ２３ａと、セレクタ２３ａから出力される設定値データをグレイコードに変換するグレイコード変換部２３ｂと、グレイコード変換部２３ｂの出力とグレイコードカウンタ２２の計数値とを入力とし両者が一致したとき一致信号を出力する比較器２３ｃとを備える。
【００３１】
パルス生成回路２３は、更に、ＨＤ，ＯＦＤ，ＰＢＬＫ，ＣＬＰＯＢの夫々に対応した４個のＤ型フリップフロップ２３ｄ，２３ｅ，２３ｆ，２３ｇと、デコード回路２３ｈとを備える。各フリップフロップ２３ｄ〜２３ｇのデータ入力端子は比較器２３ｃの一致信号出力端子に共通に接続され、各フリップフロップ２３ｄ〜２３ｇの各イネーブル端子には、デコード回路２３ｈからＨＤ用，ＯＦＤ用，ＰＢＬＫ用，ＣＬＰＯＢ用として出力されるラッチイネーブル信号が入力される。
【００３２】
比較器２３ｃから一致信号が出力される度に該一致信号がポインタ切替信号としてパルス変化順序の設定データ格納部２１ｃに出力され、変化順序の設定データ格納部２１ｃから出力される変化順序情報が、セレクタ２３ａのセレクタ信号として出力され、また、この変化順序情報がデコード回路２３ｈにも出力される。デコード回路２３ｈは、マスク情報２１ｂと変化順序情報とをデコードし、上記の４つのラッチイネーブル信号を生成する。
【００３３】
図４は、図３に示すパルス生成回路２３の動作手順を示すフローチャートであり、図５は、パルス生成回路２３の動作タイミングチャートである。
【００３４】
生成対象パルスの立ち上がりを「↑」立ち下がりを「↓」で示すと、図５の上段に示す例では、
ＨＤ↓のタイミング位置データが１０進数で“０２”
ＨＤ↑のタイミング位置データが１０進数で“１２”
ＯＦＤ↑のタイミング位置データが１０進数で“０５”
ＯＦＤ↓のタイミング位置データが１０進数で“０８”
ＰＢＬＫ↑のタイミング位置データが１０進数で“１５”
ＰＢＬＫ↓のタイミング位置データが１０進数で“３０”
ＣＬＰＯＢ↑のタイミング位置データが１０進数で“２３”
ＣＬＰＯＢ↓のタイミング位置データが１０進数で“２７”
となっている。このタイミング位置データが、夫々２進数の設定データとして、図１の画像処理部１３からシリアル送信され、タイミングジェネレータ１５の格納部２１ｃに格納される。
【００３５】
セレクタ２３ａの０番端子，１番端子，…，７番端子に、順に、ＨＤ↓，ＨＤ↑，ＯＦＤ↑，ＯＦＤ↓，ＰＢＬＫ↑，ＰＢＬＫ↓，ＣＬＰＯＢ↑，ＣＬＰＯＢ↓の各タイミング位置データが設定されるとする。この場合、タイミング位置の早い順に並べ替えると、
“０２”―ＨＤ↓――――０番端子
“０５”―ＯＦＤ↑―――２番端子
“０８”―ＯＦＤ↓―――３番端子
“１２”―ＨＤ↑――――１番端子
“１５”―ＰＢＬＫ↑――４番端子
“２３”―ＣＬＰＯＢ↑―６番端子
“２７”―ＣＬＰＯＢ↓―７番端子
“３０”―ＰＢＬＫ↓――５番端子
となる。
【００３６】
従って、セレクタ２３ａにおける選択順を、０―２―３―１―４―６―７―５（この順序の番号をＩＤ番号として図５に示す。）とすることで、タイミング位置の早い順に、位置データがセレクタ２３ａから出力されることになる。そこで、パルス変化順序の設定データ２１ｃとして、この順序が設定される。
【００３７】
最初に、セレクタ２３ａの０番端子が選択され、ＨＤ↓の位置データ“２”がグレイコード変換部２３ｂに出力され、“２”に対応するグレイコード「３」（説明の都合上１０進数で表すが、実際には２進数のデータである。）が比較器２３ｃに出力される。図５では、グレイコード変換部２３ｂで変換された後の位置データ（グレイコード）を「設定値Ｇ」としている。
【００３８】
グレイコードカウンタ２２は、クロックに従ってグレイコード値でカウントアップを続け、計数値を比較器２３ｃに出力する。グレイコードカウンタ２２の計数値が「３」になると、ＨＤ↓のグレイコード位置データ「３」と一致するため、比較器２３ｃからは一致信号が出力される。
【００３９】
比較器２３ｃから一致信号が出力されると、この一致信号がポインタ切替信号として変化順序設定データ格納部２１ｃに与えられ、また、デコード回路２３ｈにも与えられる。
【００４０】
デコード回路２３ｈは、各フリップフロップ２３ｄ，２３ｅ，２３ｆ，２３ｇのイネーブル端子にラッチイネーブル信号を出力しており、ラッチイネーブル信号がハイレベルとなるラッチイネーブル信号が印加されたフリップフロップが有効となる。
【００４１】
図５に示す例では、計数値「３」が設定値Ｇ「３」と一致したときにハイレベルになっているラッチイネーブル信号はＨＤ用のラッチイネーブル信号だけであるため、フリップフロップ２３ｄが「有効」となる。
【００４２】
このフリップフロップ２３ｄでは、比較器２３ｃから出力される一致信号を取り込んで出力データのＯＮレベル／ＯＦＦレベルの状態を変化させ、出力する。これにより、フリップフロップ２３ｄから出力されるＨＤ信号が立ち下がり、レジスタとして機能するフリップフロップ２３ｄはＨＤ信号の出力レベルを維持する。
【００４３】
また、このとき、他のフリップフロップ２３ｅ，２３ｆ，２３ｇの出力データは変化しない（前の状態を維持する。）。
【００４４】
比較器２３ｃの上記一致信号によってポインタ切替が行われ、セレクタ２３ａは次に２番端子の設定データすなわちＯＦＤ立ち上がり位置の設定データを選択しグレイコード変換部２３ｂに出力する。
【００４５】
グレイコード変換部２３ｂは、位置データ“０５”に対応するグレイコード値「７」を比較器２３ｃに出力する。比較器２３ｃは、グレイコードカウンタ２２から送られてくるグレイコード計数値が「７」になったとき、一致信号を各フリップフロップ２３ｄ〜２３ｇに出力する。
【００４６】
デコード回路２３ｈは、マスク情報（ＯＦＤマスク信号，ＰＢＬＫマスク信号，ＣＬＰＯＢマスク信号）を参照し、更に、格納部２１ｃから送られてくる現在の変化順序がどのパルス信号の変化順序であるかを判断し、該当するフリップフロップに対してだけハイレベルとなるラッチイネーブル信号を出力する。今の場合、ＯＦＤイネーブル信号だけをハイレベルとする。これにより、フリップフロップ２３ｅが「有効」となり、フリップフロップ２３ｅから出力されるＯＦＤ信号が立ち上がる。
【００４７】
以下、同様の動作により、１周期分のＨＤパルス，ＯＦＤパルス，ＰＢＬＫパルス，ＣＬＰＯＢパルスを生成して出力し、同様の動作を繰り返すことで、２周期目，３周期目，…の各パルスを生成して出力する。
【００４８】
この様に、本実施形態のタイミングジェネレータでは、生成する複数種類のパルス信号で共通にグレイコード変換部と比較器を用いるため、セレクタやデコード回路が新たに付加されるが、必要となるゲート数は従来と比較して半分程度に減少でき、回路規模が小さくなる。
【００４９】
尚、ＨＤパルス，ＯＦＤパルス，ＰＢＬＫパルス，ＣＬＰＯＢパルスを例に説明したが、これらのパルスに限るものでなく、他の種類のパルス生成にも上述した実施形態を適用可能であることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明に係る同期パルス生成回路は、回路規模が小さくなるため、小型のデジタルカメラや低コストのデジタルカメラ等に適用すると有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の一実施形態に係るＣＣＤ型固体撮像装置のブロック構成図である。
【図２】図１に示すタイミングジェネレータの詳細図である。
【図３】図１に示すタイミングジェネレータの機能構成図である。
【図４】図１に示すタイミングジェネレータの動作手順を示すフローチャートである。
【図５】図１に示すタイミングジェネレータの動作タイミングチャートである。
【図６】従来のパルス生成回路の機能構成図である。
【符号の説明】
【００５２】
１１  ＣＣＤ型固体撮像素子
１２  ＡＦＥ回路
１３  画像処理部
１４  画像出力部
１５  タイミングジェネレータ
２１  レジスタファイル格納部
２１ａ  パルス変化位置の設定データ格納部
２１ｂ  マスク情報の設定データ格納部
２１ｃ  パルス変化順序の設定データ格納部
２２  グレイコードカウンタ
２３  パルス生成回路
２３ａ  セレクタ
２３ｂ  グレイコード変換部
２３ｃ  比較器
２３ｄ〜２３ｇ  フリップフロップ（レジスタ）
２３ｈ  デコード回路
【図１】
2007288503.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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