專利名稱：攝像裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及向外部設(shè)備輸出圖像信息的攝像裝置。
圖5是表示配置在計算機(jī)設(shè)備或移動電話機(jī)等的外部機(jī)器中的攝像裝置的一例的方框圖，圖6是說明其動作的時序圖。CCD映像感應(yīng)器1例如是圖7所示那樣的幀傳輸型的固體攝像元件，由攝像部1I、存儲部1s、水平傳送部1h及輸出部1d構(gòu)成。
攝像部1I由相互平行配置的多個垂直位移寄存器構(gòu)成，這些位移寄存器的各個位形成各個受光像素。而且，對應(yīng)被拍攝的物體圖像各個受光元件通過光電轉(zhuǎn)換發(fā)生信息電荷，并把該信息電荷積蓄在各個受光像素中。
存儲部1s由與構(gòu)成攝像部1I的多個垂直位移寄存器連接的多個垂直位移寄存器構(gòu)成，并設(shè)定這些位移寄存器的位數(shù)與構(gòu)成攝像部1I的多個垂直位移寄存器的位數(shù)相同。該存儲部1s用于獲取從攝像部1I一次全部轉(zhuǎn)送來的1個畫面的信息電荷并進(jìn)行暫時的存儲。
水平轉(zhuǎn)送部1h由配置在存儲部1s輸出側(cè)的單一的水平位移寄存器構(gòu)成，并形成使構(gòu)成存儲部1s的多個垂直位移寄存器的各列與各個位相對應(yīng)的連接。該水平轉(zhuǎn)送部1h把存儲在存儲部1s中的1個畫面的信息電荷以1個水平行為單位進(jìn)行讀取，并順序地向水平方向轉(zhuǎn)送。輸出部1d被配置在水平轉(zhuǎn)送部1h的輸出側(cè)，并具有能夠以1個像素單位讀取從水平轉(zhuǎn)送部1h輸出的信息電荷的容量。該輸出部1d把讀取的容量內(nèi)的信息電荷順序地轉(zhuǎn)換成電壓值，然后把其作為圖像信號Y(t)輸出。
CCD驅(qū)動電路2用于接收由時序控制電路10生成的幀位移時序信號FT、行輸送時序信號VT、水平轉(zhuǎn)送時序信號HT及排出時序信號BT，并生成幀轉(zhuǎn)送時鐘Фf、行轉(zhuǎn)送時鐘Фv、水平轉(zhuǎn)送時鐘Фh及排出時鐘Фb并把其供給到CCD映像感應(yīng)器1的各個部。
幀轉(zhuǎn)送時鐘Фf被鎖定在由幀位移時序信號FT決定的時序上，例如由4相時鐘脈沖構(gòu)成。該幀轉(zhuǎn)送時鐘Фf把存儲在攝像部1I中的1畫面的信息電荷高速地轉(zhuǎn)送到存儲部1s。垂直轉(zhuǎn)送時鐘Фv被以對應(yīng)行轉(zhuǎn)送時序信號VT的時序進(jìn)行計時，例如由4相時鐘脈沖構(gòu)成。該垂直轉(zhuǎn)送時鐘Фv獲取對應(yīng)幀轉(zhuǎn)送時鐘Фf一并轉(zhuǎn)送到存儲部1s的1畫面的信息電荷，同時把獲得的信息電荷以1水平行為單位轉(zhuǎn)送到水平轉(zhuǎn)送部1h。水平轉(zhuǎn)送時鐘Фh被水平轉(zhuǎn)送時序信號HT鎖定，例如由2相時鐘脈沖構(gòu)成。該水平轉(zhuǎn)送時鐘Фh把從存儲部1s輸出的1水平行的信息電荷順序地以1個像素單位向水平方向轉(zhuǎn)送。
排出時鐘Фb用于排出存儲在攝像部1I中的電荷，在CCD映像感應(yīng)器1具有縱型溢流槽的情況下，施加在CCD映像感應(yīng)器1的基板上，另一方面，在CCD映像感應(yīng)器1具有橫行溢流槽構(gòu)造的情況下，施加在溢流槽區(qū)域。而且，排出時鐘Фb在從其上升到幀轉(zhuǎn)送時鐘Фf被鎖定的期間L，為攝像部1I的信息電荷存儲期間。該排出時鐘Фb例如根據(jù)從CCD映像感應(yīng)器1輸出的圖像信號的積分值，確定該供給時間。即，在圖像信號被轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像數(shù)據(jù)后，以1個畫面或任意期間為單位進(jìn)行積分，在該積分?jǐn)?shù)據(jù)大于正常值的情況下，通過延遲供給時間來縮短存儲時間。相反，在積分值小于正常值的情況下，通過提前供給時間來延長存儲的時間。從而通過負(fù)反饋使CCD映像傳感器1保持在正常的暴光狀態(tài)。
模擬信號處理電路3對從CCD映像傳感器1輸出的圖像信號Y(t)實(shí)施CDS(Correlated Double Sampling相關(guān)雙重取樣處理)、AGC(Automatic Gain Control自動增益控制)等的模擬信號處理。在CDS中，是對信號電平與復(fù)位電平交替出現(xiàn)的圖像信號Y(t)先鎖定復(fù)位電平，然后再鎖定信號電平，取兩者之差而生成具有連續(xù)的信號電平的圖像信號。在AGC中，對經(jīng)過CDS處理的圖像信號以1個畫面或1個垂直掃描時間為單位進(jìn)行積分，通過增益負(fù)反饋控制使該積分值被限制在規(guī)定的范圍內(nèi)。A/D轉(zhuǎn)換電路4與CCD映像傳感器1的動作時刻同步地對圖像信號Y(t)進(jìn)行格式化，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號作為圖像數(shù)據(jù)Y(n)輸出。
數(shù)字信號處理電路5對從A/D轉(zhuǎn)換電路4輸出的圖像數(shù)據(jù)Y(n)實(shí)施色分離及矩陣運(yùn)算等的數(shù)字信號處理，生成包括輝度數(shù)據(jù)及色差數(shù)據(jù)的圖像數(shù)據(jù)D(n)。例如在色分離處理中，根據(jù)配置在CCD映像傳感器1的攝像部1I上的濾色鏡的色排列而分配圖像數(shù)據(jù)D(n)，從而生成多個色成分?jǐn)?shù)據(jù)R(n)、G(n)、B(n)。另外，在矩陣運(yùn)算中，把生成的各個色成分?jǐn)?shù)據(jù)按規(guī)定的比率合成而生成輝度數(shù)據(jù)，同時從色成分?jǐn)?shù)據(jù)R(n)、G(n)、B(n)減去輝度數(shù)據(jù)而生成色差數(shù)據(jù)。
另外，數(shù)字信號處理電路5內(nèi)設(shè)有接口控制部6及存儲控制部7，用于對攝像裝置與外部機(jī)器之間的控制信號及數(shù)據(jù)的交換及行存儲器8的數(shù)據(jù)讀取控制。
接口控制部6與控制總線連接，通過該控制總線把從存儲控制部7輸出的讀取狀態(tài)信號HREF供給到外部機(jī)器側(cè)，同時把從外部機(jī)器側(cè)供給的讀出時鐘EXCLK供給存儲控制部7。而且，接口控制部6還與數(shù)據(jù)總線連接，用于進(jìn)行外部機(jī)器與攝像裝置之間的數(shù)據(jù)傳送。
存儲控制部7用于控制行存儲器8的數(shù)據(jù)讀寫及對應(yīng)行存儲器8的數(shù)據(jù)存儲狀態(tài)生成讀出狀態(tài)信號HREF。即，把通過色分離處理而生成的各個色成分?jǐn)?shù)據(jù)R(n)、G(n)、B(n)輸出到行存儲器8，在向行存儲器8存入完1水平行的數(shù)據(jù)的階段，使讀出狀態(tài)信號HREF上升。從而，許可從行存儲器8向外部機(jī)器側(cè)讀出數(shù)據(jù)，接收到該數(shù)據(jù)的外部機(jī)器對讀出的信號EXCLK進(jìn)行計時，向存儲控制部7發(fā)出數(shù)據(jù)讀出指令，通過接口控制部6接收數(shù)據(jù)。然后，存儲控制部7在從行存儲器8的數(shù)據(jù)讀出結(jié)束時，使讀出狀態(tài)信號HREF下降。在該讀出狀態(tài)信號HREF的下降為低電平的期間禁止外部機(jī)器的數(shù)據(jù)讀取。
另外，存儲控制部7不僅把讀出狀態(tài)信號HREF供給外部機(jī)器側(cè)，而且還供給到時序控制電路10，目的是為了對外部機(jī)器側(cè)的數(shù)據(jù)讀出時間與CCD映像傳感器1的圖像信號Y(t)的輸出時間進(jìn)行調(diào)整。即，只有在讀出狀態(tài)信號HREF的下降為低電平期間內(nèi)許可從CCD映像傳感器1輸出圖像信號Y(t)，并且在從行存儲器8的數(shù)據(jù)讀出的結(jié)束階段，把下一水平行的數(shù)據(jù)讀入數(shù)字信號處理電路5。指令寄存器9用于從外部機(jī)器側(cè)輸入的各種指令，依此而決定數(shù)字信號處理電路5的處理?xiàng)l件。
時序控制電路10在接收垂直同步信號VD及水平同步信號HD的同時，接收從存儲控制部7輸出的讀出狀態(tài)信號HREF，并生成各種時序信號。該時序信號控制電路10用于生成決定向存儲部1s轉(zhuǎn)送存儲在攝像部1I中的信息電荷的時間的幀時序信號FT，并且響應(yīng)從數(shù)字信號處理電路5輸出的排出時間的指令生成排出時序信號BT。而且，對應(yīng)讀出控制信號HREF的下降沿，生成決定從存儲部1s向水平轉(zhuǎn)送部1h的信息電荷的行轉(zhuǎn)送時間的行轉(zhuǎn)送時序信號VT，并且生成決定水平轉(zhuǎn)送部1h的信息電荷的水平轉(zhuǎn)送時間的水平轉(zhuǎn)送時序信號HT。
在上述的攝像裝置中，對于CCD映像傳感器1的驅(qū)動，基本是由攝像裝置本身進(jìn)行控制。因此，從CCD映像傳感器1是連續(xù)地輸出1水平行的圖像信號，并把通過對該圖像信號進(jìn)行圖像處理而生成的圖像數(shù)據(jù)存儲到行存儲器8中。而且，外部機(jī)器側(cè)通過向攝像裝置側(cè)供給時鐘脈沖，能夠以適應(yīng)外部機(jī)器本身的時序讀出圖像數(shù)據(jù)。這樣的攝像裝置當(dāng)外部機(jī)器側(cè)的其他的處理負(fù)荷高時，有時不能立即讀出被寫入在行存儲器8中的圖像數(shù)據(jù)。例如，在把攝像裝置配置在移動電話機(jī)內(nèi)的情況下，當(dāng)這樣的機(jī)器接收到從對方發(fā)來的信息時，控制移動電話機(jī)全體的控制裝置(例如是CPUCentral processing Unit)優(yōu)先選擇進(jìn)行與攝像動作無關(guān)的信號接收處理。其結(jié)果，使得CCD映像傳感器的圖像信號輸出正處于某1畫面的途中，也會在進(jìn)行優(yōu)先處理的期間內(nèi)停止CCD映像傳感器的動作。因此，當(dāng)控制裝置側(cè)長時間進(jìn)行攝像動作以外的相關(guān)處理時，使得攝像裝置側(cè)被長時間地維持在待機(jī)狀態(tài)。
在上述的攝像裝置中，當(dāng)由于外部機(jī)器側(cè)的因素被長時間地維持在待機(jī)狀態(tài)時，在構(gòu)成CCD映像傳感器1的各個位移寄存器內(nèi)的生成暗電流的電荷，從而形成了對不需要的電荷的存儲。特別是水平位移寄存器在存儲有不需要的電荷的狀態(tài)下又從垂直位移寄存器轉(zhuǎn)送來信息電荷時，構(gòu)成了在存儲的信息電荷內(nèi)疊加有不需要的電荷的狀態(tài)，由此將會降低圖像的質(zhì)量。并且，當(dāng)信息電荷的輸出被停止的時間過長時，不需要的電荷的存儲將會使水平寄存器飽和，將不能獲取從垂直寄存器輸出的信息電荷，導(dǎo)致圖像信息的混亂。其結(jié)果將會造成在生成的畫面上的輸出停止的行上出現(xiàn)藍(lán)白橫線狀的干擾。
為了解決上述的問題，本發(fā)明是一種把通過拍攝被拍攝物體的圖象而獲得的圖象信息供給到外部機(jī)器的攝像裝置，其特征在于包括把存儲在行列配置的多個受光像素中的信息電荷通過多個垂直位移寄存器向垂直方向轉(zhuǎn)送，同時把從所述多個垂直位移寄存器輸出的信息電荷以1行為單位通過水平位移寄存器轉(zhuǎn)送輸出的固體攝像元件；通過向所述多個垂直位移寄存器及水平位移寄存器供給多相時鐘脈沖，從所述固體攝像元件取出圖象信號的驅(qū)動電路；設(shè)定所述固體攝像元件的垂直掃描時間為一定的周期，同時對應(yīng)從所述外部機(jī)器輸入的請求輸出所述圖象信號的輸出請求而設(shè)定水平掃描時間的時序控制電路，所述時序控制電路，在1行的圖象信號輸出結(jié)束后到接收到下一個輸出請求的圖象信號的輸出停止期間內(nèi)，通過至少在其中的一段期間內(nèi)向所述水平位移寄存器供給時鐘脈沖，而排出存留在所述水平位移寄存器內(nèi)的暗電流電荷。
根據(jù)本發(fā)明，在從1行的圖象信號輸出結(jié)束到接收到下一個輸出請求的圖象信號的輸出停止期間內(nèi)，通過至少在其中的一段期間內(nèi)驅(qū)動水平位移寄存器，而排出存留在所述水平位移寄存器內(nèi)的暗電流電荷。從而，可在從垂直位移寄存器取出下一水平行的信息電荷之前對水平位移寄存器進(jìn)行復(fù)位。
另外，本發(fā)明的又一特征是，在把通過拍攝被拍攝物體的圖象而獲得的圖象信息供給到外部機(jī)器的攝像裝置中，包括把存儲在行列配置的多個受光像素中的信息電荷通過多個垂直位移寄存器向垂直方向轉(zhuǎn)送，同時把從所述多個垂直位移寄存器輸出的信息電荷以1行為單位通過水平位移寄存器轉(zhuǎn)送輸出的固體攝像元件；通過向所述多個垂直位移寄存器及水平位移寄存器供給多相時鐘脈沖，從所述固體攝像元件取出圖象信號的驅(qū)動電路；設(shè)定所述固體攝像元件的垂直掃描時間為一定的周期，同時對應(yīng)從所述外部機(jī)器輸入的請求輸出所述圖象信號的輸出請求而設(shè)定水平掃描時間的時序控制電路及固定所述圖象信號的基準(zhǔn)電平的箝位電路，所述時序控制電路，在從1行的圖象信號輸出結(jié)束到接收到下一個輸出請求的圖象信號的輸出停止期間內(nèi)，至少在其中的一段期間內(nèi)排出存留在所述水平位移寄存器內(nèi)的暗電流電荷，同時在完成排出動作之后繼續(xù)對所述水平位移寄存器進(jìn)行空驅(qū)動，所述箝位電路在所述水平位移寄存器的空驅(qū)動期間內(nèi)的至少一段期間內(nèi)鎖定所述固體攝像元件的輸出信號。
根據(jù)本發(fā)明，在從1行的圖象信號輸出結(jié)束到接收到下一個輸出請求的圖象信號的輸出停止期間內(nèi)，至少在其中的一段期間內(nèi)排出存留在所述水平位移寄存器內(nèi)的暗電流電荷，同時在完成排出動作之后繼續(xù)對所述水平位移寄存器進(jìn)行空驅(qū)動，而且所述箝位電路在所述水平位移寄存器的空驅(qū)動期間內(nèi)的至少一段期間內(nèi)鎖定所述固體攝像元件的輸出信號。從而，即使圖象信號的輸出被長期間地停止，也可以在把箝位電路的輸出側(cè)電位維持在與箝位電位相同的狀態(tài)下輸入圖象信號。
圖2是說明

圖1的動作的時序圖。
圖3是表示箝位電路的一例的電路構(gòu)成圖。
圖4是說明本發(fā)明實(shí)施例2的時序圖。
圖5是表示以往的攝像裝置的一例的簡要方框圖。
圖6是說明圖5的動作的時序圖。
圖7是表示CCD映像感應(yīng)器的構(gòu)成的俯視圖。
圖中1-CCD映像感應(yīng)器，2-CCD驅(qū)動電路，3-模擬信號處理電路，4-A/D轉(zhuǎn)換電路，5-數(shù)字信號處理電路，6-接口控制部，7-存儲控制部，8-行存儲器，9-指令寄存器，10、11-時序控制電路，11a-行轉(zhuǎn)送控制部，11b-幀轉(zhuǎn)送控制部，11c-判定部，21-箝位電路，22-開關(guān)，23-電容，24-晶體管，25-電阻。
本發(fā)明的特征是，從1行的圖象信號的輸出結(jié)束后到請求進(jìn)行下一行的輸出的圖象信號的輸出的停止期間內(nèi)的至少一定的時間內(nèi)對水平轉(zhuǎn)送部1h進(jìn)行驅(qū)動。即，在由于外部機(jī)器側(cè)的原因致使從CCD映像傳感器1的圖象信號的輸出被中斷的情況下，通過在被中斷的期間內(nèi)的至少一段期間內(nèi)驅(qū)動水平轉(zhuǎn)送部1h，能夠?qū)⒁虬惦娏鞫鎯Φ牟恍枰碾姾膳懦龅紺CD映像傳感器1外。
CCD映像傳感器1例如是幀傳輸型固體攝像元件，并由攝像部1i、存儲部1s、水平轉(zhuǎn)送部1h及輸出部1d構(gòu)成。攝像部1I由多個垂直位移寄存器構(gòu)成，由這些位移寄存器的各個位構(gòu)成各個受光像素，并且多個受光像素被配置成行列排列的狀態(tài)。在該攝像部1i中，多個垂直位移寄存器的一部分列被遮擋住光線，并把此區(qū)域設(shè)頂為被稱為所謂OPB(Optical Black)的區(qū)域。
存儲部1s由與構(gòu)成攝像部1i的多個垂直位移寄存器連接的多個垂直位移寄存器構(gòu)成。水平轉(zhuǎn)送部1h由被配置在存儲部1s輸出側(cè)的單一的水平位移寄存器構(gòu)成。輸出部1d被配置在水平轉(zhuǎn)送部1h的輸出側(cè)，并具備相應(yīng)的容量。
CCD驅(qū)動電路2由B-時鐘生成部2b、F-時鐘生成部2f、V-時鐘生成部2v及H-時鐘生成部2h構(gòu)成。B-時鐘生成部2b向應(yīng)從時序控制電路13供給的排出時序信號BT，把排出時鐘φb供給到CCD映像傳感器1。從而可在由時序控制電路13設(shè)定的排出時間一次性地把存儲在攝像部1I內(nèi)的信息電荷排出。F-時鐘生成部2f、V-時鐘生成部2v及H-時鐘生成部2h響應(yīng)從時序控制電路13供給的幀時序信號FT、行傳輸時序信號VT及水平轉(zhuǎn)送時序信號HT，生成4相或2相的幀轉(zhuǎn)送時鐘φf、垂直轉(zhuǎn)送時鐘φv、水平轉(zhuǎn)送時鐘φh及復(fù)位時鐘φr，并供給到CCD映像傳感器1的各部。這樣，使得對應(yīng)被拍攝的被攝體的圖象存儲在攝像部1I中的個畫面的信息電荷被高速地垂直轉(zhuǎn)送，并暫時被存儲在存儲部1s中。而且，存儲在該存儲部1s中的信息電荷以1個水平行單位轉(zhuǎn)送到水平轉(zhuǎn)送部1h后，再被轉(zhuǎn)送到輸出部1d側(cè)，并作為圖象信號Y(t)輸出。
模擬信號處理電路3對從CCD映像傳感器1輸出的圖象信號Y(t)實(shí)施CDS、AGC等的模擬信號處理。另外，模擬信號處理電路3內(nèi)設(shè)有鎖定圖象信號Y(t)的箝位電路，通過把對應(yīng)圖象信號Y(t)的OPB區(qū)域的部分固定在規(guī)定的箝位電位，利用全黑電平(零電位)使各個行在各個畫面上的電平相等。A/D轉(zhuǎn)換電路4在與CCD映像傳感器1的動作同步時間，對圖象信號Y(t)進(jìn)行格式化，把模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并作為圖象數(shù)據(jù)Y(n)輸出。
數(shù)字信號處理電路5通過對圖象數(shù)據(jù)Y(n)進(jìn)行色分離及矩陣運(yùn)算等的處理而生成各個色成分信號R(n)、G(n)、B(n)，并且生成包含輝度數(shù)據(jù)及色差數(shù)據(jù)的圖象數(shù)據(jù)D(n)。另外，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理電路5內(nèi)部設(shè)有接口控制部6及存儲控制部7，用于控制外部機(jī)器與攝像裝置之間的控制信號及數(shù)據(jù)的傳送并同時控制行存儲器8的數(shù)據(jù)讀寫。
接口控制部6用于把從存儲控制部7輸出的讀出狀態(tài)信號HREF供給到外部機(jī)器側(cè)和把從外部機(jī)器側(cè)送來的讀出時鐘EXCLK供給給存儲控制部7。
存儲控制部7控制向行存儲器8的數(shù)據(jù)讀寫，并且對應(yīng)該控制生成讀出狀態(tài)信號HREF。即，在把通過色分離處理而生成的各個色分離成分?jǐn)?shù)據(jù)R(n)、G(n)、B(n)的1個水平行寫入到行存儲器8后使讀出狀態(tài)信號HREF上升，許可向外部機(jī)器側(cè)讀出數(shù)據(jù)。這樣，當(dāng)向行存儲器8的數(shù)據(jù)讀寫結(jié)束后，外部機(jī)器側(cè)可以在對于外部機(jī)器本身的適當(dāng)?shù)臅r間讀出數(shù)據(jù)。
該存儲控制部7把讀出狀態(tài)信號HREF不僅供給給外部機(jī)器側(cè)，而且還供給到時序控制電路11，用于對應(yīng)行存儲器8的狀態(tài)對CCD映像傳感器1的動作進(jìn)行時序控制。具體的是，在對存儲在行存儲器8內(nèi)的數(shù)據(jù)的讀出結(jié)束后，使讀出狀態(tài)信號HREF下降，僅限于在該讀出狀態(tài)信號HREF為下降為低電平的期間內(nèi)許可CCD映像傳感器1輸出圖象信號Y(t)。
指令寄存器9用于儲存從外部機(jī)器側(cè)送來的各種指令，并確定數(shù)據(jù)信號處理電路5的處理?xiàng)l件。
時序控制電路11，在其構(gòu)成中包括幀轉(zhuǎn)送控制部11a、行傳送控制部11b及判定部11c，用于對應(yīng)讀出狀態(tài)信號HREF的狀態(tài)，即，外部機(jī)器側(cè)的數(shù)據(jù)讀出狀態(tài)而決定CCD映像傳感器1的動作時序。幀轉(zhuǎn)送控制部11a用于決定把CCD映像傳感器1的攝像部1i的信息電荷向存儲部1s進(jìn)行垂直轉(zhuǎn)送的時間，并根據(jù)垂直同步信號VD和從外部機(jī)器側(cè)供給的攝像觸發(fā)信號生成幀時序信號FT，并把其供給到F-時鐘發(fā)生部2f。其中，垂直同步信號VD，例如在按照NTSC制式的情況下，是把在信號處理的過程中使用的4倍于彩色副載波載波頻率3.58MHz的14.32MHz的基準(zhǔn)時鐘進(jìn)行1/910分頻而生成的水平同步信號HD進(jìn)一步進(jìn)行2/525分頻而生成。另一方面，攝像觸發(fā)信號是，在對包括攝像裝置的全體機(jī)器發(fā)出攝像指令的情況下，從外部機(jī)器側(cè)指定攝像裝置側(cè)的攝像開始時間的指定信號。
行轉(zhuǎn)送控制部11b用于決定把儲存在存儲部1s中的信息電荷轉(zhuǎn)送到水平轉(zhuǎn)送部1h的轉(zhuǎn)送時間，并生成行轉(zhuǎn)送時序信號VT及水平轉(zhuǎn)送時序信號HT，并把其供給到V-時鐘發(fā)生部2v及H-時鐘發(fā)生部2h。該行轉(zhuǎn)送控制部11b響應(yīng)后述的判定部11c的指令而動作，以不同于幀轉(zhuǎn)送控制部11a的時序啟動V-時鐘發(fā)生部2v及H-時鐘發(fā)生部2h。
判定部11c在讀出狀態(tài)信號HREF的上升為高電平期間內(nèi)對水平同步信號HD進(jìn)行計數(shù)，并把該計數(shù)值作為適當(dāng)?shù)闹蹬c預(yù)先設(shè)定的判定基準(zhǔn)值進(jìn)行比較。然后判斷CCD映像傳感器1的圖象信號Y(t)的輸出停止時間是否超過規(guī)定的時間，根據(jù)該判定結(jié)果控制行轉(zhuǎn)送時序信號VT及水平轉(zhuǎn)送時序信號HT的供給時序。具體的是，在計數(shù)值超過判定基準(zhǔn)值的情況下，向行轉(zhuǎn)送控制電路11b發(fā)出延遲行轉(zhuǎn)送時序信號VT的上升時間，并且使水平轉(zhuǎn)送時序信號HT暫時在行轉(zhuǎn)送時序信號VT的上升之前上升的指令。也就是，在從輸出剛被停止之前一行的信息電荷的輸出結(jié)束到下一水平行的輸出開始的期間內(nèi)進(jìn)行驅(qū)動水平轉(zhuǎn)送部1h的控制。這樣，能夠把在圖象信號Y(t)的輸出被停止的期間內(nèi)存留在水平轉(zhuǎn)送部1h內(nèi)的由于暗電流而產(chǎn)生的不需要的電荷在從存儲部1s轉(zhuǎn)送來信息電荷之前輸出。這里，當(dāng)判定基準(zhǔn)值例如被設(shè)定在50～150之間，定義水平同步信號HD的1周期為1H時，設(shè)定作為判定基準(zhǔn)的期間為50H～150H。另外，該判定基準(zhǔn)值作為默認(rèn)值被存儲在時序控制電路11內(nèi)的寄存器中，并且可通過外部的指令改變設(shè)定。
另一方面，在計數(shù)值未達(dá)到判定基準(zhǔn)的情況下，省略不需要的電荷的排出動作，在讀出狀態(tài)信號HREF下降后，如通常一樣向轉(zhuǎn)送控制部11b發(fā)出使行轉(zhuǎn)送時序信號VT及水平轉(zhuǎn)送時序信號HT上升的指令。然后，對垂直轉(zhuǎn)送時鐘φv及水平轉(zhuǎn)送時鐘φh進(jìn)行計時，從存儲部1s把1水平行的信息電荷輸出到水平轉(zhuǎn)送部1h，然后，被輸入到水平轉(zhuǎn)送部1h內(nèi)的信息電荷被依次地輸出到輸出部1d。在該判定部11b中，在讀出狀態(tài)信號HREF的每次下降時對計數(shù)值進(jìn)行清零復(fù)位，把判定動作分割在讀出狀態(tài)信號HREF的每個上升為高電平期間內(nèi)執(zhí)行。
另外，時序控制電路11能夠根據(jù)判定部11c的判定結(jié)果掌握從CCD映像傳感器1輸出對應(yīng)信息電荷的輸出信號的輸出時間和輸出對應(yīng)不需要的電荷的輸出信號的輸出時間。因此，對于輸出對應(yīng)不需要的電荷的輸出信號的輸出期間，可通過進(jìn)行停止模擬信號處理電路3及A/D轉(zhuǎn)換電路4的動作的動作控制，使不需要的電荷的信號不施加到模擬信號處理電路3或A/D轉(zhuǎn)換電路4以后的行內(nèi)。
圖2是說明圖1的動作的時序圖，下面結(jié)合圖2對上述的攝像裝置的動作進(jìn)行說明。其中，控制包括攝像裝置機(jī)器全體的控制裝置在時序t0以后，進(jìn)行與攝象及讀出動作相關(guān)的處理，在時序t6～時序t7執(zhí)行插入處理，并優(yōu)先選擇該插入處理。另外，在這里，判定部11c內(nèi)所設(shè)定的適當(dāng)值為100H。
首先，在時序t1～時序t2中，幀轉(zhuǎn)送時鐘φf及垂直轉(zhuǎn)送時鐘φv被計時，儲存在攝像部1i中的信息電荷被轉(zhuǎn)送到存儲部1s。然后，在時序t3中，在垂直轉(zhuǎn)送時鐘φv上升的同時使水平轉(zhuǎn)送時序信號HT上升，開始對水平轉(zhuǎn)送時鐘φh進(jìn)行計時。這樣，在從存儲部1s把1行的信息電荷轉(zhuǎn)送到水平轉(zhuǎn)送部1h后，向輸出部1d順序地以1像素為單位進(jìn)行輸出，輸出1水平行的圖象信號Y(t)。然后，把在數(shù)字信號處理電路5經(jīng)過信號處理的圖象數(shù)據(jù)寫入到行存儲器8。
在時序t4中，在結(jié)束了向行存儲器8的圖象數(shù)據(jù)寫入后，使讀出狀態(tài)信號HREF上升。與此對應(yīng)，從外部機(jī)器側(cè)向存儲控制部7供給讀出時鐘EXLCK，讀出被存儲在行存儲器8中的數(shù)據(jù)。在從時序t4到時序t6的期間內(nèi)，反復(fù)執(zhí)行從時序t3～時序t4的動作，以1水平行為單位交替地進(jìn)行從CCD映像傳感器1輸出圖象信號Y(t)和向外部機(jī)器側(cè)的數(shù)據(jù)讀取。另外，在時序t4～時序t6的期間內(nèi)，在時序t5時，使排出時鐘φb上升。這樣，把被存儲在攝像部1i的信息電荷排出，在直到下個幀位移的時序的期間內(nèi)儲存信息電荷。
然后，在時序t6，當(dāng)進(jìn)入插入處理時，外部機(jī)器側(cè)的與攝像及讀出動作相關(guān)的處理被暫時停止，與此對應(yīng)，從行存儲器8的數(shù)據(jù)讀出也被停止。因此，在行存儲器8中，在直到進(jìn)入插入處理的期間內(nèi)未被讀出的數(shù)據(jù)被原樣地保存，在進(jìn)行插入處理的期間內(nèi)，通過使讀出狀態(tài)信號HREF保持在上升為高電平后的狀態(tài)來維持。
在時序t7，當(dāng)結(jié)束插入處理后，重新開始攝像及讀出動作把存儲在行存儲器8內(nèi)的剩余數(shù)據(jù)讀出到外部機(jī)器側(cè)，在數(shù)據(jù)讀出的完成時刻使讀出狀態(tài)信號HREF下降。在這里，讀出狀態(tài)信號HREF從插入處理之前的上升為高電平到插入處理結(jié)束之后的下降為低電平的期間內(nèi)為130H。這個期間通過判定部11c的計數(shù)，被判定為超過了判定基準(zhǔn)值。因此，判定部11c向行轉(zhuǎn)送控制電路11b發(fā)出在從存儲部1s輸出信息電荷之前驅(qū)動水平轉(zhuǎn)送部1h的指令。在時序t8，不需要的電荷排出用的水平轉(zhuǎn)送時序信號HT(圖中A)上升為高電平，與此對應(yīng)，不需要的電荷排出用的水平轉(zhuǎn)送時鐘φh(圖中A`)被計時。從而把在因執(zhí)行插入處理而停止攝像動作的期間內(nèi)儲存在水平轉(zhuǎn)送部1h中的不需要的電荷排出到CCD映像傳感器1的外部。在完成排出不需要的電荷之后的時序t9，使垂直轉(zhuǎn)送時鐘φv上升，從存儲部1s向被復(fù)位后的水平轉(zhuǎn)送部1h輸出1水平行的信息電荷。然后，從水平轉(zhuǎn)送部1h依次地向輸出部1d輸出信息電荷，并把其作為圖象信號Y(t)輸出。
這樣，在由于外部機(jī)器側(cè)的原因而停止圖象信號Y(t)的輸出的情況下，尤其是圖象信號Y(t)的輸出停止時間較長時，通過在從存儲部1s輸出信息電荷之前驅(qū)動水平轉(zhuǎn)送部1h，可防止在水平轉(zhuǎn)送部1h內(nèi)發(fā)生的不需要的電荷對回放圖象產(chǎn)生影響。從而可有效地防止出現(xiàn)在回放圖象上的橫線狀的干擾信號，可提高圖象的質(zhì)量。另外，由于設(shè)有判定部11c，可對應(yīng)圖象信號Y(t)的輸出停止期間區(qū)別排出不需要的電荷的情況與不排出的情況。從而在Y(t)的輸出被停止的期間中僅進(jìn)行最低限度的必要的不需要的電荷排出處理，可把因進(jìn)行排出所需的輸出時間對全體機(jī)器的處理速度的影響抑制到最小。
另外，在本實(shí)施例中，雖然只在從存儲部1s輸出信息電荷之前的期間驅(qū)動水平轉(zhuǎn)送部1h，但不限于此。尤其是在優(yōu)先提高圖象質(zhì)量的情況下，也可以構(gòu)成與為了輸出信息電荷的水平轉(zhuǎn)送驅(qū)動連續(xù)地進(jìn)行為了排出不需要的電荷的水平轉(zhuǎn)送驅(qū)動，或者也可以通過縮短在判定部11c設(shè)定的判定基準(zhǔn)值的時間，使水平轉(zhuǎn)送部1h在各個行被清零復(fù)位。另外，也可以構(gòu)成各個行以一定的期間，例如相隔50H左右的時間間隔，輸出圖象信號Y(t)的裝置，其中不設(shè)置判定部11c，而在每行定期地對水平轉(zhuǎn)送部1h進(jìn)行復(fù)位。
下面，對本發(fā)明實(shí)施例2進(jìn)行說明。在攝像裝置中，在模擬信號處理電路3中包括箝位電路，用于對從CCD映像傳感器1輸出的圖象信號或經(jīng)過模擬信號處理后輸出到A/D轉(zhuǎn)換電路4的圖象信號進(jìn)行鎖定，固定圖象信號的全黑電平電位。圖3是表示箝位電路的一例的電路構(gòu)成圖。箝位電路21由開關(guān)22、電容23、晶體管12及電阻25構(gòu)成。箝位電路21只獲取通過電容23輸入的信號的變量成分，開關(guān)22接收由時序控制電路11生成的箝位脈沖φc，在變量成分上疊加箝位電位Vc。并且，構(gòu)成從連接成射極跟隨器的晶體管24獲得輸出信號。在具有這樣的箝位電路的攝像裝置中，在圖象信號Y(t)的輸出停止時間比在第1實(shí)施例中說明過的時間還要長的情況下(例如為500H～1500H的期間)，由于箝位電路中的電容23的漏電流和晶體管24的基極電流等，使輸出側(cè)的電位低于箝位電位Vc，造成輸出信號波形的失真，導(dǎo)致圖象質(zhì)量的下降。
因此，在CCD映像傳感器1的圖象信號Y(t)的輸出停止期間達(dá)到對箝位處理產(chǎn)生影響的程度的情況下，在從1水平行的圖象信號Y(t)的輸出結(jié)束到下一行的輸出開始的期間內(nèi)的至少一段期間內(nèi)使箝位脈沖φc上升。具體的是，在用于判斷是否排出殘留在水平轉(zhuǎn)送部1h內(nèi)的不需要的電荷的判定基準(zhǔn)值的基礎(chǔ)上，設(shè)定第2判定基準(zhǔn)值，用于判斷圖象信號Y(t)的輸出停止期間是否超過該第2判定基準(zhǔn)值所表示的期間。然后，判定部11c在圖象信號Y(t)的輸出停止期間超過了第2判定基準(zhǔn)值所表示的期間的情況下，向時序控制電路11發(fā)出在CCD映像傳感器1輸出圖象信號Y(t)之前使箝位脈沖φc上升的指令。
圖4是說明本發(fā)明實(shí)施例2的時序圖。圖中的垂直轉(zhuǎn)送時鐘φv、水平轉(zhuǎn)送時序信號HT、水平轉(zhuǎn)送時鐘φh及讀出狀態(tài)信號HREF與在圖1及圖2中說明過的信號相同。這里，控制包括攝像裝置的機(jī)器全體的控制裝置在時序t0以后對攝像裝置進(jìn)行監(jiān)視，并進(jìn)行與攝像及讀出動作相關(guān)的處理，在時序t2～時序t3進(jìn)入插入處理，中斷圖象數(shù)據(jù)的讀出。另外，這里的時序t2～時序t3的期間為大于由第2判定基準(zhǔn)值設(shè)定的期間。
在進(jìn)行攝像及讀出動作過程中的時序t1，使垂直轉(zhuǎn)送時鐘φv上升，同時使水平轉(zhuǎn)送時序信號HT上升，并開始對水平轉(zhuǎn)送時鐘φh進(jìn)行計時。在相對其稍微滯后的時刻使箝位脈沖φc上升，鎖定與CCD映像傳感器1的輸出信號中包含的OBP區(qū)域相對應(yīng)的部分，把全黑電平鎖定在規(guī)定值內(nèi)。然后，使讀出狀態(tài)信號HREF上升，把數(shù)據(jù)寫入行存儲器8，當(dāng)完成了1水平行的數(shù)據(jù)寫入后，使讀出狀態(tài)信號HREF下降。在時序t2，當(dāng)進(jìn)入插入處理后，暫時停止攝像動作，并相應(yīng)地中斷從行存儲器8的數(shù)據(jù)讀出。因此，在從插入處理的開始到插入處理的結(jié)束的期間內(nèi)，讀出狀態(tài)信號HREF始終保持上升為高電平的狀態(tài)，在這個期間內(nèi)維持圖象信號Y(t)的輸出停止?fàn)顟B(tài)。
在時序t3，當(dāng)插入處理結(jié)束后，再次開始攝像動作，從行存儲器8中讀出殘留的數(shù)據(jù)。當(dāng)完成該殘留數(shù)據(jù)的讀出后，使讀出狀態(tài)信號HREF下降。判定部11c在直到讀出狀態(tài)信號HREF下降為低電平的期間內(nèi)對水平同步信號HD進(jìn)行計數(shù)，并檢測該計數(shù)值是否超過第2判完基準(zhǔn)值。然后在時序t4，按照判定部11c的指令，首先對用于排出水平轉(zhuǎn)送部1h中存留的不需要的電荷的水平轉(zhuǎn)送時鐘φh(圖中A`)進(jìn)行計時，排出存留在水平轉(zhuǎn)送部1h內(nèi)的不需要的電荷，然后對水平轉(zhuǎn)送部1h進(jìn)行清零復(fù)位。然后，在時序t5，接著不需要的電荷排出用的水平轉(zhuǎn)送時鐘φh，再次對水平轉(zhuǎn)送時鐘φh(圖中B`)進(jìn)行計時，形成在水平轉(zhuǎn)送部1h沒有電荷的存儲的狀態(tài)下的空驅(qū)動。因此，從輸出部1d側(cè)輸出其信號電平基本等于復(fù)位電平的輸出信號。在對應(yīng)該輸出信號的時序t5～t6期間內(nèi)的一段期間使箝位脈沖φc(圖中C)上升，接通箝位電路21中的開關(guān)22，對電容23進(jìn)行充電。然后在時序t7，使垂直轉(zhuǎn)送時鐘φv上升，同時對水平轉(zhuǎn)送時鐘φh進(jìn)行計時，把從存儲部1i讀取到水平轉(zhuǎn)送部1h中的信息電荷轉(zhuǎn)送到輸出部1d，并作為圖象信號Y(t)輸出。然后在與其稍微滯后的時刻使箝位脈沖φc上升，把圖象信號Y(t)輸入箝位電路21。
這樣，通過在箝位電路21輸入圖象信號Y(t)之前施加箝位脈沖，能夠在把箝位電路21的輸出側(cè)的電位維持在與箝位電位相同的狀態(tài)下輸入圖象信號Y(t)。從而即使對于在長時待機(jī)狀態(tài)之后輸入的圖象信號Y(t)，箝位電路也可以進(jìn)行正常的動作，并可輸出不失真的輸出信號。
在以上的實(shí)施例中，對于攝像裝置所采用的CCD映像傳感器1，例舉了采用幀傳輸型的情況，但只要是在攝像元件內(nèi)能夠保存1個畫面的信息電荷的傳感器(例如interline型、frame interline型)也同樣適用。
根據(jù)本發(fā)明，在由于外部機(jī)器側(cè)的原因而停止圖象信號輸出的期間內(nèi)，通過至少在其中的一段期間內(nèi)驅(qū)動水平位移寄存器，排出由于在水平位移寄存器發(fā)生的暗電流而生成的不需要的電荷。從而，可防止圖象信號的輸出停止期間對回放圖象的影響?？商岣邎D象的質(zhì)量。
權(quán)利要求
1.一種攝像裝置，是一種把通過拍攝被拍攝物體的圖象而獲得的圖象信息供給到外部機(jī)器的攝像裝置，其特征在于包括把存儲在行列配置的多個受光像素中的信息電荷通過多個垂直位移寄存器向垂直方向轉(zhuǎn)送，同時把從所述多個垂直位移寄存器輸出的信息電荷以1行為單位通過水平位移寄存器轉(zhuǎn)送輸出的固體攝像元件；向所述多個垂直位移寄存器及水平位移寄存器供給多相時鐘脈沖，從所述固體攝像元件取出圖象信號的驅(qū)動電路；設(shè)定所述固體攝像元件的垂直掃描時間為一定的周期，同時對應(yīng)從所述外部機(jī)器輸入的請求輸出所述圖象信號的輸出請求而設(shè)定水平掃描時間的時序控制電路，所述時序控制電路，在1行的圖象信號輸出結(jié)束后到接收到下一個輸出請求的圖象信號的輸出停止期間內(nèi)，通過至少在其中的一段期間內(nèi)向所述水平位移寄存器供給時鐘脈沖，而排出存留在所述水平位移寄存器內(nèi)的暗電流電荷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像裝置，其特征在于所述時序控制電路對所述圖象信號的輸出停止時間進(jìn)行計時，當(dāng)該輸出停止時間未達(dá)到規(guī)定的時間時，不進(jìn)行所述暗電流排出動作。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的攝像裝置，其特征在于所述時序控制電路當(dāng)接收到輸出請求時，在排出所述水平位移寄存器內(nèi)的暗電流電荷后從所述多個垂直位移寄存器向所述水平位移寄存器轉(zhuǎn)送1行的信息電荷。
4.一種攝像裝置，是一種把通過拍攝被拍攝物體的圖象而獲得的圖象信息供給到外部機(jī)器的攝像裝置，其特征在于包括把存儲在行列配置的多個受光像素中的信息電荷通過多個垂直位移寄存器向垂直方向轉(zhuǎn)送，同時把從所述多個垂直位移寄存器輸出的信息電荷以1行為單位通過水平位移寄存器轉(zhuǎn)送輸出的固體攝像元件；向所述多個垂直位移寄存器及水平位移寄存器供給多相時鐘脈沖，從所述固體攝像元件取出圖象信號的驅(qū)動電路；設(shè)定所述固體攝像元件的垂直掃描時間為一定的周期，同時對應(yīng)從所述外部機(jī)器輸入的請求輸出所述圖象信號的輸出請求而設(shè)定水平掃描時間的時序控制電路，及固定所述圖象信號的基準(zhǔn)電平的箝位電路，所述時序控制電路，在從1行的圖象信號輸出結(jié)束到接收到下一個輸出請求的圖象信號的輸出停止期間內(nèi)，至少在其中的一段期間內(nèi)排出存留在所述水平位移寄存器內(nèi)的暗電流電荷，同時在完成排出動作之后繼續(xù)對所述水平位移寄存器進(jìn)行空驅(qū)動，所述箝位電路在所述水平位移寄存器的空驅(qū)動期間內(nèi)的至少一段期間內(nèi)鎖定所述固體攝像元件的輸出信號。
全文摘要
一種攝像裝置，其中判定部(11c)在讀出狀態(tài)信號(HREF)上升為高電平的期間內(nèi)，即CCD映像傳感器(1)的圖象信號(Y(t))的輸出停止期間，對水平同步信號(HD)進(jìn)行計數(shù)。把該計數(shù)值與預(yù)設(shè)的判定基準(zhǔn)值比較，在計數(shù)值超過判定基準(zhǔn)值的情況下，向行轉(zhuǎn)送控制部(11b)發(fā)出對CCD映像傳感器(1)的水平轉(zhuǎn)送部(1h)進(jìn)行轉(zhuǎn)送驅(qū)動的指令。與此對應(yīng)，行轉(zhuǎn)送控制部(11)使水平轉(zhuǎn)送時序信號(HT)上升至高電平，通過H－時鐘發(fā)生部(2h)轉(zhuǎn)送驅(qū)動水平轉(zhuǎn)送部(1h)。從而在圖象信號(Y(t))的輸出停止期間內(nèi)排出由存留在水平轉(zhuǎn)送部(1h)中的暗電流而生成的不需要的電荷。由此可防止回放畫面上產(chǎn)生橫線狀的干擾。
文檔編號H04N5/378GK1409550SQ02141648
公開日2003年4月9日 申請日期2002年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月2日
發(fā)明者野口善光, 山瀨弘之 申請人:三洋電機(jī)株式會社