KR19980042754A

KR19980042754A - 촬상 장치

Info

Publication number: KR19980042754A
Application number: KR1019970062977A
Authority: KR
Inventors: 이시모또가즈오
Original assignee: 다까노야스아끼; 상요덴기가부시끼가이샤
Priority date: 1996-11-27
Filing date: 1997-11-26
Publication date: 1998-08-17
Also published as: KR100347493B1; US20030122947A1; JPH10164439A; JP3561596B2; US6618085B2

Abstract

본 발명은 촬상 장치로부터 컴퓨터 기기로 고속으로 화상 정보를 공급할 수 있게 된다.

고체 촬상 소자(1)는 수직 구동 회로(2v)로 수직 구동되고, 수평 구동 회로(2h)로 수평 구동된다. 수직 구동 회로(2v)는 일정 주기의 분주 클럭(DCK)에 기초하여 동작하는 수직 타이밍 제어 회로(21v)로부터의 수직 타이밍 신호(VT)에 응답하여 일정한 주기로 동작한다. 수평 구동 회로(2h)는 컴퓨터 기기로부터 공급되는 전송 트리거(TR)에 응답하여 기동되는 수평 타이밍 제어 회로(21h)로부터의 수평 타이밍 신호(HT)에 응답하여 동작한다. 노광 제어 회로(23)는 수평 타이밍 제어 회로(21h)로부터 공급되는 수평 전송 플래그(HF)에 응답하여, 수평 전송 구동 기간을 피해 배출 구동 타이밍을 설정한다.

Description

촬상 장치

본 발명은 컴퓨터 기기에 화상 정보를 공급하는 촬상 장치에 관한 것이다.

도 6은 프레임 전송 방식의 CCD 고체 촬상 소자를 이용한 촬상 장치의 구성을 나타낸 블럭도이고, 도 7은 그 동작을 설명하는 타이밍도이다.

CCD 고체 촬상 소자(1)는 촬상부(1i), 축적부(1s), 수평 전송부(1h) 및 출력부(1f)를 갖는다. 촬상부(1i)는 서로 평행하게 배열되고 수직 방향으로 연속하는 복수의 시프트 레지스터로 이루어진다. 복수의 시프트 레지스터의 각 비트는 각각 수광 화소를 형성한다. 이로 인해, 촬상부(1i)에는 복수의 수광 화소가 행렬 형상으로 배치되어, 피사체 영상에 대응하여 발생되는 정보 전하가 1화소마다 각각 독립해서 축적된다. 축적부(1s)는 촬상부(1i)의 각 시프트 레지스터에 연속하는 복수의 시프트 레지스터로 이루어진다. 각 시프트 레지스터의 비트수는 촬상부(1i)의 시프트 레지스터의 비트수에 맞춰 설정되고, 촬상부(1i)의 시프트 레지스터로부터 전송 출력되는 정보 전하를 1화면 단위로 일시적으로 축적한다. 수평 전송부(1h)는 축적부(1s)의 복수의 시프트 레지스터의 각 출력이 각각 각 비트에 접속되는 단일의 시프트 레지스터로 이루어진다. 이 시프트 레지스터는 축적부(1s)의 복수의 시프트 레지스터로부터 1비트씩 전송 출력되는 정보 전하를 순차 취입하여, 1행 단위로 전송 출력한다. 그리고, 출력부(1f)는 전기적으로 독립된 용량 및 그 용량의 전위 변화를 취출하는 앰프로 이루어지고, 수평 전송부(1h)의 시프트 레지스터로부터 전송 출력되는 정보 전하를 1화소 단위로 용량으로 받아 전압치로 변환시켜, 그 전압치의 변화를 화상 신호{Y0(t)}로서 출력한다.

수직 구동 회로(2v)는 수직 타이밍 신호(VT)에 응답하여 다상(多相)의 수직 전송 클럭(ψv)을 발생시켜, 고체 촬상 소자(1)의 촬상부(1i)로 공급한다. 이로 인해, 촬상부(1i)의 각 수광 화소에 발생되어 축적된 정보 전하가 수직 타이밍 신호(VT)에 따른 주기로, 1화면 단위로 촬상부(1i)로부터 축적부(1s)로 고속으로 전송된다. 그리고, 수직 구동 회로(2v)는 수평 타이밍 신호(HT)에 응답하여 다상의 축적 클럭(ψs)을 발생시켜, 축적부(1s)로 공급한다. 이로 인해, 축적부(1s)에 축적된 1화면만큼의 정보 전하가 수평 타이밍 신호(HT)에 따른 주기로, 1행씩 수평 전송부(1h)로 전송된다. 또한, 축적 클럭(ψs)에 대해서는, 촬상부(1i)로부터 고속으로 전송되는 정보 전하를 축적부(1s)로 취입하도록, 수직 전송 클럭(ψv)에 대응하는 클럭 펄스도 포함한다. 또한, 수직 구동 회로(2v)는 배출 타이밍 신호(DT)에 응답하여 수직 주사 기간 도중에 상승되는 배출 클럭(ψd)을 고체 촬상 소자(1)의 촬상부(1i)에서 과잉 전하를 흡수하는 드레인 영역으로 공급한다. 배출 클럭(ψd)은 드레인 영역의 전위를 제어하여 촬상부(1i)에 축적되는 정보 전하를 배출하는 것으로, 배출 클럭(ψd)에 의한 정보 전하의 배출 동작이 완료됨으로써 수직 클럭(ψv)에 의한 정보 전하의 전송 동작이 개시될 때까지의 기간(L)이 정보 전하의 축적 시간이 된다. 이 기판 클럭(ψd) 타이밍의 변경에 의해, 고체 촬상 소자(1)의 정보 전하의 축적 기간, 즉 셔터 속도의 제어가 가능하게 된다. 또, 이 정보 전하의 배출 방법에 대해서는, 예컨대 일본국 특개평 3-22768호 공보 또는 특개평 3-48586호 공보에 개시되어 있다.

수평 구동 회로(2h)는 수평 타이밍 신호(HT)에 응답하여 수평 전송 클럭(ψh)을 발생시켜, 고체 촬상 소자(1)의 수평 전송부(1h)로 공급된다. 이로 인해, 축적부(1s)로부터 1행 단위로 수평 전송부로 전송되는 정보 전하가 직렬로 출력부(1f)로 전송 출력된다. 또한, 수평 구동 회로(2h)는 수평 전송 클럭(ψh)에 동기한 리세트 클럭(ψr)을 발생시켜, 출력부(1f)로 공급한다. 이로 인해, 출력부(1f)의 용량에 축적되는 정보 전하가 1화소마다 배출되어, 1화소 단위로 전하량으로부터 전압치로의 변환이 행해진다.

수평 타이밍 제어 회로(3h)는 일정한 주기의 기준 클럭(BCK)을 카운트하는 카운터를 포함하고, 기준 클럭(BCK)을 소정비로 분주하여 수평 주사 주기의 수평 타이밍 신호(HT)를 생성한다. 예컨대, NTSC 방식을 따를 경우, 신호 처리 과정에서 이용되는 색부(色副) 반송파의 주파수 3.58MHz의 4배 주파수 14.32MHz의 기준 클럭(BCK)을 1/910로 분주하여 수평 타이밍 신호(HT)를 생성한다. 수직 타이밍 제어 회로(3v)는 수평 타이밍 신호(HT)를 카운트하는 카운터를 포함하고, 수평 타이밍 신호를 소정비로 분주하여 수직 주사 주기의 수직 타이밍 신호(VT)를 생성한다. 예컨대, NTSC 방식을 따를 경우, 주파수 14.32MHz의 기준 클럭(BCK)이 1/910로 분주된 수평 타이밍 신호(HT)를 2/525로 더 분주하여 수직 타이밍 신호(VT)를 생성한다. 이로 인해, 고체 촬상 소자(1)의 수평 주사 및 수직 주사의 각 타이밍이 결정된다.

아날로그 신호 처리 회로(4)는 고체 촬상 소자(1)로부터 출력되는 화상 신호{Y0(t)}를 취입하여, 샘플 홀드, 레벨 보정 등의 처리를 실시하여 소정의 형태에 따라 신호 처리된 화상 신호{Y1(t)}를 생성한다. A/D 변환 회로(5)는 화상 신호{Y1(t)}를 취입하여, 1화소마다 아날로그 값을 디지털 데이터로 변환하여 화상 데이터{D0(n)}를 생성한다. 그리고, 디지털 신호 처리 회로(6)는 화상 데이터(D0(n)}를 취입하여, 색분리, 색차 매트릭스나 평행 변조 등의 처리를 실시하여 휘도 데이터, 색차 데이터를 포함하는 화상 데이터{D1(n)}를 생성한다. 이렇게 해서 얻어지는 화상 데이터{D1(n)}는 텔레비젼 모니터 등의 표시계로 보내지든지, 또는 비디오 디스크 등의 기록 매체에 기록되게 된다.

노광 제어 회로(7)는 A/D 변환 회로(5)로부터 출력되는 화상 데이터{D0(n)}를 1화면 단위로 적분하여, 그 적분치에 대응하여 타이밍을 변경하는 배출 타이밍 신호(DT)를 생성한다. 이 배출 타이밍 신호(DT)는 화상 데이터{D0(n)}에 대한 적분치가 적정 범위을 초과하고 있을 경우에는 타이밍을 지연시켜 정보 전하의 축적 시간(L)을 짧게 하고, 반대로 적정 범위에 도달하고 있지 않을 경우에는 타이밍을 빠르게 하여 정보 전하의 축적 시간(L)을 길게 하도록 생성된다. 이로 인해, 고체 촬상 소자(1)의 노광 상태가 매우 적정하게 되도록 피드백 제어가 행해진다.

그런데, 퍼스널 컴퓨터나 워드 프로세서 등의 컴퓨터 기기에 화상 데이터를 취입할 경우, 피사체 원고(原稿)를 주사하여 읽어 내는 이미지 스캐너를 이용하는 것이 보다 공지되어 있지만, 근래에는 동화상의 취입이 가능한 비디오 카메라와 같은 촬상 장치를 이용하는 것도 고려되고 있다. 고체 촬상 소자를 탑재한 촬상 장치를 컴퓨터 기기에 접속할 경우, 비디오 캡쳐 보드라 불리는 확장 보드를 컴퓨터 기기에 장착하여, 촬상 장치로부터 출력되는 화상 신호를 컴퓨터 기기에 적합한 신호로 변환한 후, 컴퓨터 기기에 내장되는 메모리로 취입하도록 구성된다.

도 8은 비디오 캡쳐 보드의 구성을 나타낸 블럭도이다.

비디오 캡쳐 보드(10)는 프레임 메모리(11), 동기 검파 회로(12), 타이밍 제어 회로(13) 및 인터페이스 회로(14)로 구성된다. 프레임 메모리(11)는 촬상 장치로부터 입력되는 화상 데이터{D1(n)}를 1화면 단위로 기억한다. 이 프레임 메모리(11)로서는 듀얼 포트 타입의 다이나믹 RAM이 이용되고, 화상 데이터{D1(n)}의 기록과 판독이 동시에 행해진다. 동기 검파 회로(12)는 촬상 장치로부터 입력되는 화상 데이터{D1(n)}에 포함되는 동기 성분을 검출하여, 수직 주사 및 수평 주사의 각 타이밍에 따른 타이밍 펄스를 발생시킨다. 타이밍 제어 회로(13)는 동기 검파 회로(13)로부터 공급되는 타이밍 펄스와, 퍼스널 컴퓨터측으로부터 공급되는 지시에 기초하여, 프레임 메모리(12)에 대한 화상 데이터{D1(n)}의 기록 및 판독 타이밍을 제어한다. 이로 인해, 촬상 장치로부터 1화면 단위로 입력되는 화상 데이터{D1(n)}를 1화면 단위로 프레임 메모리(11)에 기억시키고, 동시에 1화면 단위로 판독하여 퍼스널 컴퓨터측으로 전송할 수 있도록 하고 있다.

인터페이스 회로(14)는 타이밍 제어 회로(13)의 지시에 따라, 프레임 메모리(11)에 기억된 화상 데이터{D1(n)}를 판독하여 퍼스널 컴퓨터측으로 전송한다. 또한, 인터페이스 회로(14)는 타이밍 제어 회로(13)로부터 출력되는 비율 지시를 퍼스널 컴퓨터측으로 전송함과 동시에, 퍼스널 컴퓨터측으로부터 송출되는 판독 지시를 타이밍 제어 회로(13)에 공급한다. 이로 인해, 프레임 메모리(11)에 기억되는 화상 데이터{D1(n)}가 소망의 타이밍에서 퍼스널 컴퓨터측으로 전송되게 된다.

비디오 캡쳐 보드(10)로부터 화상 데이터를 취입하는 퍼스널 컴퓨터에서는, 키보드로부터 입력되는 코맨드나 동작 프로그램에 따른 코맨드에 응답하여, 화상 데이터의 취입이나 각종의 연산, 내장된 메모리로의 액세스, 화면의 표시 제어 등이 시분할 처리로 반복된다. 이 때문에, 화상 데이터를 연속해서 고속으로 취입하기가 곤란하고, 촬상 장치의 동작에 추종할 수 없다. 예컨대, NTSC 방식이나 PAL 방식 등, 일반적인 텔레비젼 방식에 따른 촬상 장치의 경우, 매초 수십 프레임분의 화상 데이터가 취출되는 것에 대해, 통상의 퍼스널 컴퓨터에서는 매초 수십 프레임분의 화상 데이터를 취입하는 것이 한계이다. 그래서, 비디오 캡쳐 보드(10)에서는 프레임 메모리(11)의 기록 제어에 의해 화상 데이터의 일부를 인출하여, 일부의 화상 데이터만을 퍼스널 컴퓨터측으로 전송하도록 구성된다.

이와 같은 촬상 시스템의 경우, 대용량의 프레임 메모리(11)를 필요로 하는 비디오 캡쳐 보드(10)의 비용이 높게 되기 때문에, 촬상 장치를 컴퓨터 기기의 동작에 맞춰 기동시키는 것이 고려되고 있다. 예컨대, 일본국 특개평 7-87404호 공보에 개시되어 있는 바와 같이, 촬상 소자의 수직 주사 및 수평 주사의 각 기동 타이밍을 컴퓨터 기기측으로부터 제어함으로써, 촬상 장치에서 얻어지는 화상 데이터를 컴퓨터 기기에 직접 취입할 수 있도록 하고 있다.

그러나, 촬상 소자의 수직 주사 및 수평 주사의 각 타이밍을 컴퓨터 기기측으로부터 제어할 경우, 각종의 제어를 컴퓨터 기기측에서 행하지 않으면 안되기 때문에, 컴퓨터 기기의 부담이 크게 된다. 이 때문에, 촬상 소자로부터 컴퓨터 기기측으로의 화상 데이터의 전송 속도를 고속화할 수 없게 된다라는 문제가 발생한다.

본 발명은 상기한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 본 발명은 컴퓨터 기기에 화상 정보를 취입하는 촬상 시스템의 비용을 저감하면서, 화상 정보를 고속으로 켬퓨터 기기로 전송할 수 있게 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기한 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 그 특징으로 하는 바는 피사체 화상을 촬상하여, 화상 정보를 1화면 단위로 컴퓨터 기기로 공급하는 촬상 장치에 있어서, 복수의 수광 화소가 행렬 배치되어, 각 수광 화소에 피사체 화상에 대응한 정보 전하를 축적하는 고체 촬상 소자, 일정 주기의 기준 클럭에 기초하여 상기 고체 촬상 소자의 수직 주사 기간을 반복하여 소정 기간에 설정하는 수직 타이밍 제어 회로, 상기 기준 클럭에 동기하여, 컴퓨터 기기측으로부터 공급되는 전송 트리거에 응답하여 상기 고체 촬상 소자의 수평 주사의 타이밍을 결정하는 수평 타이밍 제어 회로, 상기 고체 촬상 소자의 각 수광 화소에 축적되는 정보 전하를 일단 배출한 후, 소망의 기간을 경과하여 새롭게 축적되는 정보 전하를 상기 수직 타이밍 제어 회로 및 수평 타이밍 제어 회로의 제어를 받아 1행 단위로 순차 전송 출력해서 화상 신호를 얻는 구동 회로, 및 상기 고체 촬상 소자의 전하 배출 타이밍으로부터 전하 전송 출력 개시 타이밍까지의 기간을 상기 화상 신호의 레벨에 따라 설정하는 노광 제어 회로를 구비하고, 상기 노광 제어 회로는 상기 수평 타이밍 제어회로에 의해 설정되는 수평 주사의 귀선(歸線) 기간내에 상기 고체 촬상 소자의 정보 전하의 배출을 완료시키는 것에 있다.

이로 인해, 컴퓨터 기기측으로부터 고체 촬상 소자의 수직 주사의 기동 타이밍을 제어할 필요가 없게 되기 때문에, 켬퓨터 기기의 부담이 경감된다. 그리고, 노광 제어에서의 전하의 배출이 수평 주사의 귀선 기간내에 행해지기 때문에, 전하의 배출 동작에 기인하는 노이즈가 화상 신호의 유효 기간에 중첩되지 않게 된다.

또한, 본 발명의 특징으로 하는 바는, 상기 수직 타이밍 제어 회로에서, 각 수직 주사 기간에 상기 고체 촬상 소자의 수평 주사수를 카운트하여, 수직 주사 기간의 완료 시점에서 수평 주사수가 소정수에 도달하지 않을 때, 상기 구동 회로의 수직 주사를 정지시킴과 동시에, 상기 노광 제어 회로의 제어 상태를 고정하는 것에 있다.

이로 인해, 이미 설정된 수직 주사 기간내에 수평 주사수가 부족한, 즉 모든 정보 전의 판독을 완료할 수 없을 때에, 수직 주사 기간이 일시적으로 2배로 확대되어, 정보 전하의 판독 동작이 단속(斷續)된다. 따라서, 정보 전하의 판독 동작이 지연될 경우에도, 1화면 모두의 정보 전하를 확실히 판독할 수 있다.

도 1은 본 발명의 촬상 장치의 구성을 나타낸 블럭도.

도 2는 본 발명의 촬상 장치의 동작을 나타낸 타이밍도.

도 3은 수평 타이밍 제어 회로의 동작을 나타낸 타이밍도.

도 4는 수직 주사 기간의 연장을 제어하는 제어부의 구성을 나타낸 블럭도.

도 5는 제어부의 동작을 설명하는 타이밍도.

도 6은 종래의 촬상 장치의 구성을 나타낸 블럭도.

도 7은 종래의 촬상 장치의 동작을 나타낸 타이밍도.

도 8은 비디오 캡쳐 보드의 구성을 나타낸 블럭도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 고체 촬상 소자

1i : 촬상부

1s : 축적부

1h : 수평 전송부

1f : 출력부

2v : 수직 구동 회로

2h : 수평 구동 회로

3v, 21v : 수직 타이밍 제어 회로

3h, 21h : 수평 타이밍 제어 회로

4 : 아날로그 신호 처리 회로

5 : A/D 변환 회로

6 : 디지털 신호 처리 회로

7, 23 : 노광 제어 회로

10 : 비디오 캡쳐 보드

11 : 프레임 메모리

12 : 동기 검파 회로

13 : 타이밍 제어 회로

14 : 인터페이스 회로

21 : 아날로그 신호 처리 회로

22 : 분주 회로

31 : 카운터

32 : 판정 회로

33 : AND 게이트

(발명의 실시 형태)

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발병의 촬상 장치의 구성을 나타낸 블럭도이고, 도 2는 그 동작을 설명하는 타이밍도이다.

고체 촬상 소자(1), 수직 구동 회로(2v) 및 수평 구동 회로(2h)는 도 6과 동일하고, 각 구동 회로(2v, 2h)가 고체 촬상 소자(1)를 펄스 구동하여 화상 신호{Y0(t)}를 얻도록 구성된다. 즉, 고체 촬상 소자(1)의 촬상부(1i), 축적부(1s) 및 수평 전송부(1h)에 대해, 각 구동 회로(2v, 2h)로부터 수직 전송 클럭(ψv), 축적 클럭(ψs) 및 수평 전송 클럭(ψh)을 공급하여, 1화면만큼의 정보 전하를 1행 단위로 전송 출력함으로써, 화상 신호{Y0(t)}를 얻고 있다. 또한, 촬상부(1i)의 과잉 전하 배출용 드레인 영역에 배출 클럭(ψd)을 공급하여, 촬상부(1i)의 각 수광 화소에 축적되는 정보 전하를 배출 구동시킴으로써 고체 촬상 소자(1)의 셔터 동작을 가능하게 하고 있다. 또, 각 구동 회로(2v, 2h)는 후술하는 각 타이밍 제어 회로(21h)와 공통의 기준 클럭(BCK)에 따라 동작된다.

또한, 아날로그 신호 처리 회로(4), A/D 변환 회로(5) 및 디지털 신호 처리 회로(6)에 대해서도 도 6과 동일하고, 고체 촬상 소자(1)로부터 출력되는 화상 신호{Y0(t)}에 대하여 화상 데이터{D1(n)}를 얻도록 구성된다. 즉, 화상 신호{Y0(t)}에 대하여 아날로그 신호 처리 회로(4)에서 소정의 처리를 실시하여 화상 신호{Y1(t)}를 생성하고, 이 화상 신호{Y1(t)}로부터 A/D 변환 회로(5)에 의해 디지털화된 화상 데이터{D0(n)}를 생성하고 있다. 그리고, 이 화상 데이터{D0(n)}에 대하여 디지털 신호 처리 회로(6)에서 소정의 처리를 실시하여, 휘도 데이터 및 색차 데이터를 포함하는 화상 데이터{D1(n)}를 생성하고 있다.

본 발명의 특징으로 하는 바는, 고체 촬상 소자(1)의 수평 주사의 타이밍을 컴퓨터 기기측으로부터의 전송 트리거(TR)에 응답하여 부정기적으로 설정하여, 수직 주사의 주기를 촬상 장치측에서 독립해서 일정하게 설정함에 있다. 즉, 고체 촬상 소자(1)로부터 정보 전하를 1행 단위로 전송 출력하는 타이밍은 컴퓨터 기기로부터 공급되는 전송 트리거에 응답하여 설정하고, 1화면의 정보 전하를 얻는 촬상 주기는 컴퓨터 기기에 관계없이 촬상 장치측에서 독립해서 일정하게 고정하여 설정하도록 하고 있다.

수평 타이밍 제어 회로(21h)는 화상 데이터{D1(n)}를 수신하는 컴퓨터 기기로부터의 전송 트리거(TR)에 응답하여 기동하고, 도 3에 나타낸 바와 같이 기준 클럭(BCK)의 상승에 따른 타이밍에서 수평 타이밍 신호(HT)를 상승시킨다. 이 수평 타이밍 제어 회로(21h)는 일정 주기의 기준 클럭(BCK)을 카운트하는 카운터를 포함하고, 기준 클럭(BCK)을 고체 촬상 소자(1)의 수평 방향의 화소수에 대응하는 클럭수만큼 카운트하는 동안에 상승되는 수평 전송 플래그(HF)를 출력한다. 즉, 기준 클럭(BCK)에 따라 동작하는 수평 구동 회로(2h)가 1행만큼의 정보 전하의 전송 출력을 개시하여 완료될 때까지의 기간을 검출하기 때문에, 수평 타이밍 제어 회로(21h)의 기동 시점에서 상승되고, 기준 클럭(BCK)을 소정의 클럭수만큼 카운트한 후에 하강하도록 하여 수평 전송 플래그(HF)가 생성된다. 이 수평 전송 플래그(HF)는 컴퓨터 기기측에 공급되고, 이 수평 전송 플래그(HF)가 상승되어 있는 기간에 다음의 전송 트리거(TR)가 상승되지 않도록 하고 있다.

수직 타이밍 제어 회로(21v)는 일정 주기의 분주 클럭(DCK)을 카운트하는 카운터를 포함하고, 분주 클럭(DCK)을 소정비로 분주하여, 수직 주사 기간을 설정하는 수직 타이밍 신호(VT)를 생성한다. 여기서, 분주 클럭(DCK)은 기준 클럭(BCK)으로부터 분주 회로(22)에 의해 생성되는 것으로, 기준 클럭(BCK)에 동기한다. 이 수직 타이밍 제어 회로(21v)의 분주 동작은 컴퓨터 기기로부터의 전송 트리거(TR)에 관계없이, 항상 일정하게 유지되어 있고, 고체 촬상 소자(1)가 일정한 주기로 촬상을 반복하도록 하고 있다. 동시에, 수직 타이밍 제어 회로(21v)에서는 분주 클럭(DCK)을 카운트하는 카운터의 출력이 시간 정보로서 후술하는 노광 제어 회로(23)에 공급된다. 이 수직 타이밍 제어 회로(21v)에 의해 설정되는 1수직 주사 기간(1V)은 고체 촬상 소자(1)가 충분한 노광 기간(L)을 확보할 수 있고, 또한 1화면을 구성하는 모든 행의 정보 전하의 전송 출력을 완료할 수 있는 길이로 설정된다. 예컨대, 고체 촬상 소자(1)가 VGA(Video Graphic Array)에 대응할 때에는, 수직 화소수가 480이고, 1수평 주사 기간은 전송 트리거(TR)의 평균 주기의 적어도 480배 이상으로 설정된다.

노광 제어 회로(23)는 화상 데이터{D0(n)}를 1화면 단위로 적분하는 적분 회로와, 그 적분치가 적정 범위에 있는지를 판정하는 비교 회로, 고체 촬상 소자(1)의 정보 전하의 배출 타이밍을 기억하는 업다운 카운터를 포함한다. 적분 회로는 A/D 변환 회로(5)로부터 출력되는 화상 데이터{DO(n)}를 1화면 단위로 적분하여, 그 적분치를 비교 회로에 공급한다. 비교 회로는 적정 범위의 상한 및 하한에 대응하는 2개의 기준치를 적분 회로의 적분치와 비교하여, 상한치를 초과하고 있으면 업다운 카운터를 업 카운트하고, 하한치에 이르지 않으면 업다운 카운터를 다운 카운트한다. 업다운 카운터는 수직 구동 회로(2v)가 고체 촬상 소자(1)의 정보 전하를 배출하는 타이밍을 수직 타이밍 제어 회로(21v)의 분주 클럭(DCK)을 카운트하는 카운터의 출력인 시간 정보에 대응시켜 기억한다. 그리고, 업다운 카운터의 출력과 시간 정보가 일치한 시점에서 배출 타이밍 신호(DT)를 상승시키고, 수직 구동 회로(2v)에 대하여 고체 촬상 소자(1)의 촬상부(1i)의 정보 전하를 배출시키도록 지시를 부여한다. 여기서, 노광 제어 회로(23)는 수평 타이밍 제어 회로(21h)로부터 수평 전송 플래그(HF)를 수신하고, 이 수평 전송 플래그(HF)가 상승하고 있는 기간에는 배출 타이밍 신호(DT)를 상승하지 않도록 하고 있다. 즉, 수평 전송 플래그(HF)가 상승하고 있는 동안에는 고체 촬상 소자(1)의 축적부(1s)로부터 정보 전하가 전송 출력되고 있고, 이 기간에 촬상부(1i)의 정보 전하를 배출 구동하면 화상 신호{Y0(t)}에 배출 노이즈가 혼입된다. 이 때문에, 배출 타이밍 신호(DT)의 상승이 수평 전송 플래그(HF)의 상승하고 있는 기간에 일치할 때에는, 수평 전송 플래그(HF)가 하강할 때까지 배출 타이밍 신호(DT)의 상승을 지연시키도록 하고 있다. 이로 인해, 전송 트리거(TR)가 어떤 타이밍에서 입력된 것이더라도, 축적부(1s)의 정보 전하의 전송 출력중에 촬상부(1i)의 정보 전하의 배출이 행해짐이 없이, 정보 전하의 배출에 의한 노이즈가 화상 신호{Y0(t)}에 혼입되는 것을 방지할 수 있다.

그런데, 수직 타이밍 제어 회로(21v)에서 설정되는 수직 주사 기간의 길이가 불충분할 경우에는, 1수직 주사 기간내에 1화면 모든 행의 정보 전하의 판독을 완료할 수 없게 될 가능성이 높아진다. 반대로, 수직 주사 기간의 길이를 충분한 길이로 설정하면, 1수직 주사 기간내에 정보 전하의 판독을 확실하게 완료시킬 수 있게 되지만, 단위 시간당 촬상 화면수(프레임 레이트)가 적게 된다라는 문제가 생긴다. 그래서, 일반적으로 1화면 모든 행의 정보 전하의 판독에 필요하다고 예측되는 최장 시간을 기준으로 하여 수직 주사 기간을 설정하도록 하고 있다.

본원 발명에서는, 수직 주사 기간을 짧게 설정하여 프레임 레이트를 향상시키면서, 고체 촬상 소자(1)로부터 1화면의 정보 전하를 확실하게 판독할 수 있도록 하고 있다. 즉, 1수직 주사 기간내에서 1화면의 정보 전하의 판독이 완료되지 않을 때에만 수직 주사 기간을 2배로 확대하여, 정보 전하의 판독을 확실하게 완료시키도록 구성하고 있다. 도 4는 정보 전하의 판독이 완료됐는지를 판정하여 수직 주사 기간을 변경하는 제어부의 구성예를 나타낸 블럭도이다.

제어부는 수평 타이밍 신호(HT)를 카운트하는 카운터(31), 카운터(31)의 카운트 값을 판정하는 판정 회로(32) 및 수직 타이밍 신호(VT)의 통과를 허가하는 AND 게이트(33)로 이루어지고, 수직 타이밍 제어 회로(21v)와 수직 구동 회로(2v) 사이에 설치된다.

카운터(31)는 수직 타이밍 신호(VT)의 각 타이밍에서 리세트되고, 수평 타이밍 신호(HT)를 카운트하여, 그 카운트 값을 판정 회로(32)로 공급한다. 판정회로(32)는 수직 타이밍 신호(VT)의 다음 타이밍보다도 적고{분주 클럭(DCK)의 수클럭만큼} 빠른 타이밍에서 카운트 값을 소정의 기준치와 비교한다. 그리고, 카운터(31)의 카운트 값이 기준치에 이르지 못할 때, 고체 촬상 소자(1)의 정보 전하의 판독이 완료하지 않은 것으로 하여 수직 주사 기간 연장 신호(VE)를 상승시킨다. 예컨대, 고체 촬상 소자(1)의 수직 화소수가 480일 때, 판정 회로(32)의 기준치를 480으로 설정하여, 1수직 주사 기간에서의 카운터(31)의 카운트 값이 480에 이르지 못했을 때에 연장 신호(VE)를 상승시키도록 구성된다. 이 연장 신호(VE)는 AND 게이트(32)의 입력의 일단(반전 논리 입력)에 입력되고, 입력의 타단에 입력되는 수직 타이밍 신호(VT)의 통과가 상승 기간에 금지된다. 동시에, 연장 신호(VE)는 노광 제어 회로(23)에 공급되고, 상승되어 있을 때에 노광 제어의 조건을 다음 수직 주사 기간까지 고정한다. 판정 회로(32)에서의 카운트 값의 판정 타이밍은 수직 타이밍 제어 회로(21v)에 의해 수직 타이밍 신호(VT)와 동기하여 생성되는 수직 블랭킹 신호의 하강에 기초하여 설정된다. 즉, 수직 타이밍 제어 회로(21v)에서는 분주 신호(DCK)를 카운트하는 카운터의 출력으로부터 동일 주기에서 위상 및 듀티비가 다른 복수의 타이밍 신호가 생성된다. 그래서, 복수의 타이밍 신호중, 수직 타이밍 신호(VT)에 선행하여 하강하는 수직 블랭킹 신호에 기초하는 타이밍에서 판정 회로(32)를 동작시키도록 하고 있다.

이상과 같이 구성된 제어부에 의하면, 컴퓨터 기기측으로부터의 전송 트리거(TR)가 지연되고, 도 5에 나타낸 바와 같이 1수직 주사 기간(1V)내에서 정보 전하의 판독(1행마다의 수평 전송)을 완료할 수 없게 되면, 촬상부(1i)로부터 축적부(1s)로의 고속의 수직 전송, 소위 프레임 시프트가 정지된다. 이로 인해, 고체 촬상 소자(1)에서는 축적부(1s)에 동일 화면의 정보 전하가 복수의 수직 주사 기간에 걸쳐 유지되고, 1행마다의 수평 전송에 의한 정보 전하의 판독이 계속된다. 그리고, 정보 전하의 판독을 개시함으로써 2번째의 수직 주사 기간 도중에 정보 전하의 판독을 완료하면, 그 수직 주사 기간의 완료 시점에서 다음의 화면을 구성하는 정보 전하의 프레임 시프트가 행해진다. 이 때, 노광 제어 회로(23)에 의한 정보 전하의 배출은 단속되어 있고, 프레임 시프트가 재개될 때에는 즉시 노광 제어가 실행된다.

따라서, 특수한 동작 상태일 때에 한하여 발생되는 정보 전하의 판독 지연에 대응하여 고체 촬상 소자(1)의 촬상 주기(수직 주사 기간)를 설정할 필요가 없게 된다. 이 수직 주사 기간은 컴퓨터 기기의 표준적인 동작 상태일 때에 대응할 수 있는 범위로 설정하면 되고, 프레임 시프트의 정지가 때때로 발생하는 일이 있더라도, 총합적으로는 프레임 레이트를 향상시킬 수 있다.

본 발명에 의하면, 촬상 장치를 일정한 수직 주사 주기로 동작시켜, 컴퓨터 기기로부터 1행 단위로 화상 정보를 전송시키도록 지시를 부여하도록 했기 때문에, 컴퓨터 기기의 부담을 적게 하면서 촬상 장치로부터 고속으로 화상 데이터를 전송할 수 있게 된다. 또한, 촬상 장치의 노광 제어와 컴퓨터 기기로의 화상 정보의 전송을 동기시킴으로써, 노광 제어시의 정보 전하의 배출 동작에 기인하는 노이즈가 화상 정보에 혼입되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 고체 촬상 소자로부터 정보 전하의 판독을 완료할 수 없을 때, 정보 전하의 판독을 복수의 수직 주사 기간에 걸쳐 행하도록 했기 때문에, 수직 주사 기간을 짧게 설정하면서 화상 정보의 전송 지연에 대응할 수 있게 된다. 따라서, 화상 정보의 전송 지연이 빈번하게 발생하지 않는 한, 화상 정보의 전송 주기(프레임 레이트)를 향상시킬 수 있다.

Claims

피사체 화상을 촬상하여, 화상 정보를 1화면 단위로 컴퓨터 기기로 공급하는 촬상 장치에 있어서,

복수의 수광 화소가 행렬 배치되어, 각 수광 화소에 피사체 화상에 대응한 정보 전하를 축적하는 고체 촬상 소자,

일정 주기의 기준 클럭에 기초하여 상기 고체 촬상 소자의 수직 주사 기간을 반복하여 소정 기간에 설정하는 수직 타이밍 제어 회로,

상기 기준 클럭에 동기하여, 컴퓨터 기기측으로부터 공급되는 전송 트리거에 응답하여 상기 고체 촬상 소자의 수평 주사의 타이밍을 결정하는 수평 타이밍 제어 회로,

상기 고체 촬상 소자의 각 수광 화소에 축적되는 정보 전하를 일단 배출한 후, 소망의 기간을 경과하여 새롭게 축적되는 정보 전하를 상기 수직 타이밍 제어 회로 및 수평 타이밍 제어 회로의 제어를 받아 1행 단위로 순차 전송 출력해서 화상 신호를 얻는 구동 회로, 및

상기 고체 촬상 소자의 전하 배출 타이밍으로부터 전하 전송 출력 개시 타이밍까지의 기간을 상기 화상 신호의 레벨에 따라 설정하는 노광 제어 회로

를 구비하고,

상기 노광 제어 회로는 상기 수평 타이밍 제어 회로에 의해서 설정되는 수평 주사의 귀선(歸線) 기간내에 상기 고체 촬상 소자의 정보 전하의 배출을 완료시키는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
제1항에 있어서, 상기 수직 타이밍 제어 회로는 각 수직 주사 기간에 상기 고체 촬상 소자의 수평 주사수를 카운트하여, 수직 주사 기간의 완료 시점에서 수평 주사수가 소정수에 도달하지 않았을 때, 상기 구동 회로의 수직 주사를 정지시킴과 동시에, 상기 노광 제어 회로의 제어 상태를 고정하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
제1항에 있어서, 상기 수평 타이밍 제어 회로는 컴퓨터 기기측으로부터의 전송 트리거에 응답하여 상기 구동 회로를 기동시킨 후, 상기 고체 촬상 소자의 1행의 화소수 및 상기 구동 회로의 구동 주파수에 의해서 결정되는 소정 기간만 다음의 전송 트리거를 무효로 하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.