(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子に駆動パルスを供給するタイミングジェネレータの内部に含まれ撮像素子の駆動パルス生成に必要な情報をそれぞれ独立して記憶する複数のレジスタと、該レジスタに記憶された情報をタイミングジェネレータの外部から書き換える書き換え手段と、前記複数のレジスタのいずれかを選択するスイッチ手段とを含み、該選択されたいずれかのレジスタに記憶された情報が読み出されて撮像素子の駆動パルスが生成され、前記書き換え手段は、該読み出しが行われているレジスタとは異なるレジスタに記憶された情報を書き換えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像装置において、前記複数のレジスタの数は２であることを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
撮像素子に駆動パルスを供給するタイミングジェネレータの内部に含まれ撮像素子の駆動パルス生成に必要な情報をそれぞれ独立して記憶する複数のレジスタのいずれかを選択する選択工程と、
該選択されているレジスタに記憶された情報を読み出して撮像素子の駆動パルスを生成する工程と、
該読み出しが行われているレジスタとは異なるレジスタに記憶された情報を前記タイミングジェネレータの外部から書き換える工程とを含み、
以上の一連の工程を繰り返すことにより、撮像素子に様々な駆動パルスを供給することを特徴とする撮像素子駆動パルス生成方法。
【請求項４】
請求項３に記載の方法において、前記書き換える工程では、前記選択されていないレジスタに記憶された情報の一部のみを書き換えることを特徴とする撮像素子駆動パルス生成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディジタルカメラなどの撮像装置および撮像素子駆動パルス生成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ディジタルカメラなどの撮像装置には、通常、全画素読み出しモードやムービーモードなど、複数の駆動モードがあり、CCD（Charge Coupled Device）などの撮像素子は、これらの駆動モードに応じた駆動パルスによって駆動される。したがって、CCD駆動パルスを生成するタイミングジェネレータには、様々な駆動パルスを生成し、それらを必要に応じて切り替えてCCDに供給することが要求される。かかる従来技術としては、例えば特開2000-278617号や特開2001-211347号公報に、タイミングパルス発生装置が記載されている。
【０００３】
これらの従来技術によれば、駆動パルスは、通常、タイミングジェネレータが内蔵するSRAM（Static Random Access Memory）などの記憶素子に、パルスパターンデータとしてまとめて記憶されている。そして、タイミングジェネレータは、外部からのモード切替指示に応じて記憶素子を参照し、所望の駆動パルスパターンデータを選択し、CCDに供給する。かかるタイミングジェネレータは、モード切替指示に対応可能であることから、プログラマブルタイミングジェネレータと呼ばれる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来技術の方式では、パルスパターンデータをタイミングジェネレータに内蔵の記憶素子にすべて記憶する必要があるため、チップ面積の増大を招く。また、記憶素子への入力にはディジタルIC（Integrated Circuit）の付加が必要となり、ICコストの増加を招く。
【０００５】
本発明はこのような従来技術の欠点を解消し、記憶素子を小型化したプログラマブルタイミングジェネレータを含む撮像装置および撮像素子駆動パルス生成方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【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、撮像素子に駆動パルスを供給するタイミングジェネレータの内部に含まれ撮像素子の駆動パルス生成に必要な情報をそれぞれ独立して記憶する複数のレジスタと、これらレジスタに記憶された情報をタイミングジェネレータの外部から書き換える書き換え手段と、これら複数のレジスタのいずれかを選択するスイッチ手段とを含み、選択されたいずれかのレジスタに記憶された情報に基づいて撮像素子の駆動パルスが生成される撮像装置を提供する。
【０００７】
本発明によれば、撮像素子に駆動パルスを供給するタイミングジェネレータの内部に含まれ撮像素子の駆動パルス生成に必要な情報をそれぞれ独立して記憶する複数のレジスタのいずれかを選択する工程と、選択されているレジスタに記憶された情報に基づいて撮像素子の駆動パルスを生成する工程と、選択されていないレジスタに記憶された情報をタイミングジェネレータの外部から書き換える工程とを含み、以上の一連の工程を繰り返すことにより、撮像素子に様々な駆動パルスを供給することができる。
【０００８】
【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撮像装置の実施例を詳細に説明する。なお、図中、本発明に直接関係のない要素は省略し、同様の要素は同一の符号で表す。また、信号はそれが現れる信号線の符号で表すものとする。
【０００９】
図１は本発明の第１の実施例であるディジタルカメラを示すブロック図である。ディジタルカメラ10は、記憶装置12と、外部制御装置14と、プログラマブルタイミングジェネレータ16と、撮像素子であるCCD（Charge Coupled Device）18とを含む。なおCCD18は、駆動パルスによって駆動されるタイプの撮像素子であればよく、例えばMOS（Metal Oxide Semiconductor）型撮像素子にしてもよい。
【００１０】
記憶装置12は、後述のCCD 18のすべての駆動モードに対応した様々な駆動パルスパターンを記憶する装置である。また撮影者によるカメラ10の操作46に対応して、どのようなタイミングでいかなる駆動モードに切り替えるかも記憶している。装置12の特徴は、従来技術と異なり、後述のプログラマブルタイミングジェネレータ16の内部でなく、外部に配置されていることである。これにより、タイミングジェネレータ16の小型化が図られている。
【００１１】
外部制御装置14はプログラマブルタイミングジェネレータ16に内蔵されたレジスタ22、24に記憶された情報をタイミングジェネレータ16の外部から書き換える装置であり、同時に、プログラマブルタイミングジェネレータ16に内蔵されたコントローラ30を制御して、CCD 18の駆動モードに応じた駆動パルスの選択も行う。書き換えに必要な駆動パルスパターンデータは、装置14が装置12にアクセスして取得し、それをレジスタ22、24に書き込む。
【００１２】
プログラマブルタイミングジェネレータ16は、CCD 18に駆動パルス59を供給する回路である。内蔵するレジスタ22、24の書き換えにより、自由に駆動パルスパターンを変更できるため、「プログラマブル」と呼ばれる。タイミングジェネレータ16は、外部制御装置14による書き換え先を指定する第１のスイッチ20と、CCD 18の駆動パルス生成に必要な情報をそれぞれ独立して記憶する複数のレジスタ22、24と、レジスタ22、24のいずれかを選択する第２のスイッチ26とを含む。本実施例ではレジスタの数は２であり、これらが交替で選択されることとなる。
【００１３】
タイミングジェネレータ16はまた、パルス生成回路28も含み、これは、第２のスイッチ手段で選択されたいずれかのレジスタ22、24に記憶された情報に基づいて、CCD 18の駆動パルスを生成する。さらに、コントローラ30も含まれていて、これは、各スイッチ20、26の切り替えタイミングと、パルス生成回路28がいずれかのレジスタ22、24を参照するタイミングとを、外部制御装置14の制御に基づいて指示する。
【００１４】
図２は、記憶装置12に記憶され、必要に応じてレジスタ22、24に書き出される、CCD駆動パルス生成に必要な情報を表す図である。一方、図３は図２に示す情報に基づいて生成されたCCD駆動パルスを示すタイムチャートである。なお、図２に示す情報を格納する各レジスタ22、24は、本実施例では300ビット程度の記憶容量を有し、SRAM等の記憶装置をタイミングジェネレータに内蔵する場合に比較して、1/10ほどの記憶容量ですむこととなる。以下、図２および図３を参照して、いかにしてCCD駆動パルスが決定されるかを説明する。
【００１５】
図２に示す情報のうち、Ｖパターン情報32とは、CCD 18の駆動モードを特定する波形を生成する情報である。各駆動モードに対応するＶパターン情報は予め定められている。Ｖパターン情報に基づく波形は図３(c)に示す。図３(c)および(d)に示すように、所定の長さを有する立ち上がり部分34を所定の数だけ所定のタイミングで有する波形が、駆動モードＡに対応する。一方、立ち上がり34とは異なる立ち上がり部分36を有する波形が、駆動モードＢに対応する。これらの波形の立ち上がりや立ち下がりのタイミングおよび長さを格納しているのがＶパターン情報である。パルス生成回路28でこれらの波形が生成されることにより、CCD 18はそれ自体の駆動モードを認識し、切り替えを行う。
【００１６】
なお駆動モードの種類には、例えば、録画モード、ムービーモード、露光モード、AE（Automatic Exposure）モード、AF（Automatic Focus）モードがある。これらの他にも設けてよい。
【００１７】
図２に示す情報のうち、１Ｖの長さ38とは、各駆動モードの有する垂直走査期間の長さである。これは図３(a)に示すように、当該モードの垂直同期信号VDの１周期に相当する長さである。
【００１８】
通常、露光が開始される毎回の垂直同期信号VDの初期に、露光時間を短縮するなどの目的で、CCD 18を構成するフォトダイオードに蓄積された電荷を基板方向に廃棄する電子シャッタと呼ばれる動作が行われる。これは所定の期間継続的に行われ、これが終了した時点から正式な露光が開始される。図２に示す情報のうち、電子シャッタ情報42とは、当該モードにおいて電子シャッタ動作が行われる期間の長さである。
【００１９】
図２に示す情報のうち、その他44とは、図３(b)に示す水平同期信号HDの水平走査期間１Ｈや、図示しない水晶発信器からのクロックパルスなどの情報が格納される。
【００２０】
このように、各駆動モードに固有の情報がレジスタ22、24に書き出され、これらに基づいて、パルス生成回路28でCCD駆動パルスが生成される。
【００２１】
以上のように構成された本発明による撮像装置の第１の実施例の動作を、図１および図４を参照しながら説明する。図４は第１の実施例の動作を示すタイムチャートである。まず外部制御装置14がカメラ10の操作者の入力46を受け付ける。本実施例の場合、図４(c)に示すように、入力46を受け付けたタイミングT46では、レジスタ22がスイッチ26によって選択されていて、レジスタ22に書かれていたモードＡのパルス生成情報に従ってCCD 18が動作していたものとする。そして入力46によって、カメラ10は、図４(b)に示す現在のモードＡから、モードＢに移行する必要が生じたものとする。
【００２２】
装置14は記憶装置12に信号線48によってアクセスし、モードＢのCCD駆動パルス生成に必要な情報50を取得する。また、モードＢの次に移行すべきモードＣも、予め分かる場合が多いため、モードＣのCCD駆動パルス生成に必要な情報も同時に取得する。次いで装置14は、スイッチ26によって選択されていない非選択レジスタ24に、モードＢのCCD駆動パルス生成情報52を書き込む。スイッチ20は、通常、スイッチ26が選択しているレジスタと逆のレジスタを選択しているため、この時点での非選択レジスタ24は、スイッチ20を介して書き込み可能である。この書き込みは、図４(d)に示す非選択レジスタへの書き込みタイミングT52に示すタイミングで行われる。
【００２３】
図４(d)に示す書き込みT52の次に到来する垂直同期信号VDの立ち下がりと同時に、モードＡは終了する。したがって、その終了直前のタイミングT54で、外部制御装置14はコントローラ30に指示56を与え、スイッチ20および26を逆転させる。すなわち、スイッチ26を端子54に接続してレジスタ24を選択させ、スイッチ20を端子58に接続してレジスタ22を選択させる。これにより、図４(b)および(c)に示すように、レジスタ24が選択レジスタとなり、これに記憶されていたモードＢのパルス生成情報がパルス生成回路28に送られ、この情報に基づいて、モードＢの駆動パルス59が生成される。一方、端子58からは次のモードＣのパルス生成情報が、これまで記憶されていたモードＡの情報に代えて、レジスタ22に書き込まれる。これは図４(d)に示すタイミングT58の時点で行われる。そしてタイミングT60において、上述と同様に、スイッチ26は再び端子60に接続され、モードＢからモードＣへの切り替えがなされる。
【００２４】
このように、ある駆動モード実行中に、現在選択されていない他方のレジスタにモード情報を書き込むことによって、モード変更を行うのが本発明の特徴である。
【００２５】
以上の工程を繰り返すことにより、CCDに様々な駆動パルスを供給することができ、小規模のレジスタによって、すべてのCCD駆動モードに対応した、プログラマブルタイミングジェネレータが製作可能である。
【００２６】
本実施例では、現在選択されていないレジスタに記憶された情報の一部のみを書き換えることにより、生成パルスを変更することもできる。例えば、図２に示す駆動パルス生成情報のうち、１Ｖの長さ38のみを書き換える方法である。この方法を用いることにより、モードレジスタ数が少なくても、任意のパターンを生成することが可能となる。
【００２７】
図５は本発明の第２の実施例であるディジタルカメラを示すブロック図である。ディジタルカメラ70は、タイミングジェネレータ71が単一のレジスタ72を有する点、およびスイッチ20、26のようなスイッチを全く有しない点以外は、図１に示す第１の実施例と同様である。このようにレジスタが単一である場合、当該レジスタ72はパルス生成回路28に常に接続されているため、書き換えが困難である。しかし、レジスタ72は回路28によって常にアクセスされ参照されているわけではない。そこで、レジスタ72が回路28によって参照されるタイミングに注目し、レジスタ72が参照されない期間に当該レジスタ72を書き換える点に第２の実施例の特徴がある。
【００２８】
図６は本発明の第２の実施例の動作を説明するタイムチャートである。図６に示すように、本実施例では、タイミングジェネレータ71の内部に含まれるレジスタ72に記憶されたCCD 18の駆動パルス生成に必要な情報は、断続的なタイミングT74、T76、T78、T80で参照されている。これらのタイミングは、図６(b)に示す水平同期信号HDと同一の周期にしたものである。これらのタイミングで参照した情報に基づいて、CCD 18の駆動パルスはパルス生成回路28によって生成される。
【００２９】
レジスタ71への参照タイミングは断続的であるから、例えば図６(c)に示すレジスタ72が参照されていない期間82に、レジスタ72に記憶された情報をタイミングジェネレータ71の外部から外部制御装置14によって書き換えることができる。書き換えのタイミングは、期間82に限られず、レジスタ72がアクセスされていない期間であればいつでもよい。
【００３０】
この第２の実施例でも、レジスタ72に記憶された情報全体でなく、その一部のみを書き換えることとしてよい。例えばレジスタ72に含まれる情報のうち、垂直同期信号の１Ｖの長さ38を書き換えることができる。また、他のいずれの情報を書き換えてもよいことは言うまでもない。
【００３１】
以上、本発明を２つの実施例を用いて説明した。しかし本発明はこれらの実施例に限定されるものではなく、外部から書き換え可能なレジスタを内蔵するタイミングジェネレータを有する撮像装置という本発明の思想の範囲内で自由に改変可能である。
【００３２】
【発明の効果】
このように本発明によれば、SRAM等の特別な記憶素子を用いることなく、小容量のレジスタを用いることによって、撮像装置の様々な駆動モードに対応したプログラマブルタイミングジェネレータを実現可能である。これによって、チップ面積を小さくすることができるとともに、ICコストも安くすることができる。
【００３３】
また、フリップフロップなどの通常のディジタルプロセスによって、プログラマブルタイミングジェネレータを含む撮像装置を実現することができることも、本発明の利点である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示すブロック図である。
【図２】図１に示すレジスタにそれぞれ独立に記憶される、CCD駆動パルス生成に必要な情報を表す図である。
【図３】図２に示す情報に基づいて生成されたCCD駆動パルスを示すタイムチャートである。
【図４】図１に示す本発明の第１の実施例の動作を示すタイムチャートである。
【図５】本発明の第２の実施例を示すブロック図である。
【図６】図５に示す本発明の第２の実施例の動作を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
10、70  ディジタルカメラ
14  外部制御装置
16、71  プログラマブルタイミングジェネレータ
20、26  スイッチ
22、24、72  レジスタ
28  パルス生成回路
【図１】
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【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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