專利名稱：模擬前端裝置和圖像拾取裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及位于數(shù)碼相機中的固態(tài)圖像拾取傳感器與數(shù)字信號處理器 之間的模擬前端裝置。更具體地，本發(fā)明涉及當傳輸圖像數(shù)據(jù)時用于抑制數(shù) 字噪聲影響的技術。
背景技術：
近來，在照相機行業(yè)中，從模擬技術向數(shù)字技術的轉(zhuǎn)化已經(jīng)很明顯。特 別是，不需要膠巻的數(shù)字靜態(tài)照相機或其改進已經(jīng)成為興旺的行業(yè)。內(nèi)置有 照相機的便攜式電話已經(jīng)成為主流。像素數(shù)越來越大，通過圖像處理所獲得 的照片的質(zhì)量也有顯著改進。
圖5是示出常規(guī)模擬前端裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。附圖標記20表示固態(tài)圖 像拾取傳感器，其為MOS型圖像傳感器，30表示用于執(zhí)行圖像處理的數(shù)字 信號處理器(DSP) ， A'表示模擬前端裝置，1表示用于產(chǎn)生周期性同步信 號的同步信號發(fā)生器，2表示用于產(chǎn)生固態(tài)圖像拾取傳感器20的驅(qū)動脈沖 的定時發(fā)生器，3表示預處理器，4表示相關復式采樣(CDS)電路，5表示 增益控制放大器(GCA) , 6表示A/D轉(zhuǎn)換器，7表示數(shù)字數(shù)據(jù)輸出裝置， 8表示CPU接口 ，而9表示對從外部輸入的時鐘進行倍增并將其輸出的時鐘 倍增器。
在常規(guī)模擬前端裝置A'中，當成像光穿過透鏡(未示出)進入固態(tài)圖 像拾取傳感器20時，它被光電二極管或類似物轉(zhuǎn)換成電信號，而作為模擬 連續(xù)信號的圖像信號由來自定時發(fā)生器2的豎直和水平驅(qū)動脈沖產(chǎn)生。所產(chǎn) 生的圖像信號在CDS電路4的采樣保持電路中被處理以適當減少1/f的噪 聲。然后，在GCA 5中控制圖像信號的增益，并利用A/D轉(zhuǎn)換器6將圖像
信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像信號數(shù)據(jù)(RGB數(shù)據(jù))。轉(zhuǎn)換后的圖像信號數(shù)據(jù)以并 行數(shù)據(jù)的方式或者從并行方式轉(zhuǎn)換為串行方式后，從數(shù)字數(shù)據(jù)輸出裝置7輸 出到外部數(shù)字信號處理器30，在此處執(zhí)行各種類型的處理，例如亮度信號 處理、色彩分離、色彩矩陣處理。
當固態(tài)圖像拾取傳感器20的電子快門機制沒有采用全像素同時讀取系 統(tǒng)，而是采用相繼讀取型滾動式快門系統(tǒng)時，為每條線路輸出電子快門驅(qū)動 控制脈沖。
當在高亮環(huán)境下高速操作電子快門時，如果曝光控制周期小于一個水平 周期，那么在有效數(shù)據(jù)周期內(nèi)由定時發(fā)生器2產(chǎn)生的控制脈沖被輸入給固態(tài) 圖像拾取傳感器20，如圖6所示。固態(tài)圖像拾取傳感器20由控制脈沖驅(qū)動， 并且CDS處理、GCA處理和A/D處理在被驅(qū)動的固態(tài)圖像拾取傳感器20 中與有效數(shù)據(jù)輸出周期同時執(zhí)行。處理的結(jié)果從數(shù)字數(shù)據(jù)輸出裝置7輸出到 外部，作為輸出數(shù)據(jù)。此時，由于控制脈沖的輸出，所以在有效數(shù)據(jù)周期內(nèi) 產(chǎn)生操作噪聲。在有效周期內(nèi)，操作噪聲既在固態(tài)圖像拾取傳感器20內(nèi)產(chǎn) 生也在模擬前端裝置A，中產(chǎn)生。
在常規(guī)模擬前端裝置A，中，當曝光控制周期小于一個水平周期時，按
照高速操作電子快門的模式，有效數(shù)據(jù)周期內(nèi)任意位置的控制脈沖的輸出操 作都與有效數(shù)據(jù)輸出周期內(nèi)的操作同時執(zhí)行。因此，由于控制脈沖輸出操作
產(chǎn)生不連續(xù)的噪聲成份，并且噪聲成份對每個部分(固態(tài)圖像拾取傳感器的 內(nèi)側(cè)、固態(tài)圖像拾取傳感器與模擬前端裝置之間的連接部分、定時發(fā)生器、 CDS電路、GCA、 A/D轉(zhuǎn)換器以及模擬前端裝置的同樣部分)都造成不良 影響。結(jié)果，固定圖形噪聲(FPN)出現(xiàn)在圖像上(參見圖6中的圖像數(shù)據(jù) PO的"5" 、 "10" 、"15" 、 "20")。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種能輸出不帶固定圖形噪聲的高質(zhì) 量傳感器數(shù)據(jù)的模擬前端裝置。
為了克服前述問題，本發(fā)明的模擬前端裝置包括
預處理器，其用于將從固態(tài)圖像拾取傳感器輸出的模擬圖像信號轉(zhuǎn)換成
數(shù)字圖像數(shù)據(jù)，其中固態(tài)圖像拾取傳感器將對象的光學圖像進行光電轉(zhuǎn)換；
定時發(fā)生器，其周期性地產(chǎn)生用于連續(xù)/不連續(xù)驅(qū)動所述固態(tài)圖像拾取 傳感器的驅(qū)動脈沖，并且在所述固態(tài)圖像拾取傳感器與所述驅(qū)動脈沖同步地 被不連續(xù)驅(qū)動時，產(chǎn)生指示所述固態(tài)圖像拾取傳感器的輸出停止位置的輸出 停止位置信號；和
連續(xù)數(shù)據(jù)發(fā)生器，其在所述輸出停止位置信號無效時允許所述圖像數(shù)據(jù) 通過，并且在所述輸出停止位置信號有效時，將以不連續(xù)狀態(tài)輸入的圖像數(shù) 據(jù)轉(zhuǎn)換成連續(xù)的圖像數(shù)據(jù)。
在該結(jié)構(gòu)中，在正常操作時從固態(tài)圖像拾取傳感器獲得的圖像信號是連 續(xù)信號，并且來自預處理器的圖像數(shù)據(jù)也是連續(xù)數(shù)據(jù)。進一步地，在那時， 來自定時發(fā)生器的輸出停止位置信號無效，因此連續(xù)數(shù)據(jù)發(fā)生器允許來自預 處理器的連續(xù)數(shù)據(jù)通過。其間，在電子快門以小于一個水平周期被高速操作 時，從固態(tài)圖像拾取傳感器獲得的圖像信號是不連續(xù)的信號。因此，在那時， 來自預處理器的圖像數(shù)據(jù)是不連續(xù)的數(shù)據(jù)。在這種情況下，來自定時發(fā)生器 的輸出停止位置信號有效，因此連續(xù)數(shù)據(jù)發(fā)生器通過使用輸出停止位置信號 將來自預處理器的不連續(xù)圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成連續(xù)的圖像數(shù)據(jù)。也就是說，在高 速操作電子快門時，固態(tài)圖像拾取傳感器的輸出被暫時停止，以便在由于有 效周期內(nèi)控制脈沖的輸出操作產(chǎn)生不連續(xù)噪聲成份的時刻，產(chǎn)生不連續(xù)的輸 出。然后，連續(xù)數(shù)據(jù)發(fā)生器將不連續(xù)的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成連續(xù)的圖像數(shù)據(jù)并將 其輸出。結(jié)果，由于每個部分(固態(tài)圖像拾取傳感器的內(nèi)側(cè)、固態(tài)圖像拾取 傳感器與模擬前端裝置之間的以及與模擬前端裝置的定時發(fā)生器和預處理 之間的連接部分)中不連續(xù)噪聲成份的產(chǎn)生而在圖像中產(chǎn)生的固定圖形噪聲 可以得到抑制，因此可以獲得高質(zhì)量的圖像數(shù)據(jù)。
在本發(fā)明中，存在這樣一種形式當固態(tài)圖像拾取傳感器的曝光控制周 期被設置得小于一個水平周期時，定時發(fā)生器暫時停止水平方向上的像素信
號的讀取脈沖；在停止周期，輸出用于控制固態(tài)圖像拾取傳感器中的累積電 荷量的累積電荷量控制脈沖；并且在輸出累積電荷量控制脈沖后，重新啟動
水平方向上的像素信號的讀取脈沖的輸出。
采用這種結(jié)構(gòu)，用于在高速操作電子快門時抑制連續(xù)噪聲成份的脈沖的 定時可以在模擬前端裝置側(cè)上得到控制。
進一步地，在本發(fā)明中還存在這樣一種形式在連續(xù)數(shù)據(jù)發(fā)生器中執(zhí)行 處理所需要的最小群時延，被設置為通過將在一個水平周期內(nèi)的圖像數(shù)據(jù)的 輸出停止次數(shù)與圖像數(shù)據(jù)輸出停止周期內(nèi)的時鐘數(shù)相乘所獲得的時間；并且
連續(xù)數(shù)據(jù)發(fā)生器包括多個時鐘延遲裝置，用于將圖像數(shù)據(jù)的輸出延遲圖 像數(shù)據(jù)輸出停止周期的一個周期的延遲時間，其中
所述多個時鐘延遲裝置串聯(lián)連接，在數(shù)量上等于停止次數(shù)，并且從所述 時鐘延遲裝置輸出的圖像數(shù)據(jù)以這樣的方式被選擇以產(chǎn)生連續(xù)的圖像數(shù)據(jù) 從所述水平周期的開頭開始依次在每個圖像數(shù)據(jù)停止位置增加延遲時間。
采用這種結(jié)構(gòu)，通過控制連續(xù)數(shù)據(jù)發(fā)生器，同時控制用于抑制模擬前端 裝置側(cè)的連續(xù)噪聲成份和不連續(xù)周期的脈沖的時刻，可以獲得不帶有固定圖 形噪聲的高質(zhì)量圖像數(shù)據(jù)。
此外，在本發(fā)明中還存在這樣一種形式連續(xù)數(shù)據(jù)發(fā)生器包括對有效數(shù) 據(jù)的一個水平周期或多個水平周期具有記錄能力的存儲器，其中
連續(xù)數(shù)據(jù)發(fā)生器在從一個水平周期的開頭依次向存儲器寫入圖像數(shù)據(jù) 時，通過丟棄固態(tài)圖像拾取傳感器的輸出停止位置處的無效數(shù)據(jù)片段來寫入 圖像數(shù)據(jù)，并且在從存儲器讀取圖像數(shù)據(jù)時連續(xù)地讀取圖像數(shù)據(jù)，以產(chǎn)生連 續(xù)的圖像數(shù)據(jù)。
采用這種結(jié)構(gòu)，通過控制連續(xù)數(shù)據(jù)發(fā)生器向存儲器寫入數(shù)據(jù)和從存儲器 讀取數(shù)據(jù)，同時控制用于抑制模擬前端裝置側(cè)的連續(xù)噪聲成份和不連續(xù)周期 的脈沖的定時，可以獲得不帶有固定圖形噪聲的高質(zhì)量圖像數(shù)據(jù)。
此外，在本發(fā)明中還存在這樣一種形式連續(xù)數(shù)據(jù)發(fā)生器包括對有效數(shù) 據(jù)的一個水平周期或多個水平周期具有記錄能力的存儲器，其中
連續(xù)數(shù)據(jù)發(fā)生器在從一個水平周期的開頭依次向存儲器寫入圖像數(shù)據(jù) 時，寫入包括固態(tài)圖像拾取傳感器的輸出停止位置處的無效數(shù)據(jù)的圖像數(shù) 據(jù)，并且在從存儲器讀取圖像數(shù)據(jù)時通過跳過無效數(shù)據(jù)片段來讀取圖像數(shù) 據(jù)，以產(chǎn)生連續(xù)的圖像數(shù)據(jù)。
采用這種結(jié)構(gòu)，通過控制連續(xù)數(shù)據(jù)發(fā)生器向存儲器寫入數(shù)據(jù)和從存儲器 讀取數(shù)據(jù)，同時控制用于抑制模擬前端裝置側(cè)的連續(xù)噪聲成份和不連續(xù)周期 的脈沖的時刻，也可以獲得不帶有固定圖形噪聲的高質(zhì)量圖像數(shù)據(jù)。
進一步地，在本發(fā)明中還存在這樣一種形式連續(xù)數(shù)據(jù)發(fā)生器在水平消 隱周期中的n倍(n為2或大于2的自然數(shù))像素時鐘的讀取時刻，以并行 數(shù)據(jù)形式或串行數(shù)據(jù)形式從存儲器讀取連續(xù)的圖像數(shù)據(jù)。
釆用這種結(jié)構(gòu)，通過控制連續(xù)數(shù)據(jù)發(fā)生器向存儲器寫入數(shù)據(jù)和從存儲器 讀取數(shù)據(jù)以輸出水平消隱周期中的數(shù)據(jù)，同時控制用于抑制模擬前端裝置側(cè) 的連續(xù)噪聲成份和不連續(xù)周期的脈沖的時刻，可以獲得不帶有固定圖形噪聲 的高質(zhì)量圖像數(shù)據(jù)。
更進一步地，在本發(fā)明中還存在這樣一種形式定時發(fā)生器輸出所述輸 出停止位置信號，作為定時標志信號?；蛘撸泊嬖谶@樣一種形式定時發(fā) 生器利用在一個水平周期內(nèi)可操作的計數(shù)器值輸出所述輸出停止位置信號， 作為地址信號。
此外，在本發(fā)明中還存在這樣一種形式定時發(fā)生器和連續(xù)數(shù)據(jù)發(fā)生器 分別包括用于設置固態(tài)圖像拾取傳感器的輸出停止位置的寄存器。
采用這種結(jié)構(gòu)，通過控制用于抑制模擬前端裝置側(cè)的連續(xù)噪聲成份和不 連續(xù)周期的脈沖的時刻，可以僅通過改變電子快門模式的切換時間的設置就 能對控制的改變進行響應。因此，外部數(shù)字信號處理器能使用與正常連續(xù)讀 取模式相同的接口。
進一步，本發(fā)明的圖像拾取裝置包括固態(tài)圖像拾取傳感器； 如上述本發(fā)明的第一方面所描述的模擬前端裝置；和 用于對模擬前端裝置的輸出進行信號處理的數(shù)字信號處理器。
在本發(fā)明中，在高速操作電子快門的情況下，固態(tài)圖像拾取傳感器的輸 出被暫時停止，以便在由于有效周期內(nèi)控制脈沖的輸出操作產(chǎn)生不連續(xù)噪聲 成份的時刻，產(chǎn)生不連續(xù)的輸出。然后，連續(xù)數(shù)據(jù)發(fā)生器將不連續(xù)的圖像數(shù) 據(jù)轉(zhuǎn)換成連續(xù)的圖像數(shù)據(jù)并將其輸出。結(jié)果，由于每個部分中不連續(xù)噪聲成 份的產(chǎn)生而在圖像中產(chǎn)生的固定圖形噪聲可以得到抑制，因此可以獲得高質(zhì) 量的圖像數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的模擬前端裝置通過在利用MOS傳感器在高亮環(huán)境下高速操作
電子快門時，消除由于有效周期內(nèi)控制脈沖的輸出操作所產(chǎn)生的不連續(xù)噪聲 成份的影響，來輸出不帶固定圖形噪聲的高質(zhì)量圖像數(shù)據(jù)。因此，本發(fā)明的 模擬前端裝置有效地用作數(shù)碼相機中固態(tài)圖像拾取傳感器與數(shù)字信號處理 器之間的延遲裝置。


從以下優(yōu)選實施例和所附權利要求的描述中，本發(fā)明的其它目的將變得 清楚。本領域的技術人員將意識到通過具體實現(xiàn)本發(fā)明，本發(fā)明還可能存在 許多其它優(yōu)點。
圖l是用于示出根據(jù)本發(fā)明實施例的模擬前端裝置的結(jié)構(gòu)的框圖； 圖2是用于示出根據(jù)本發(fā)明實施例的模擬前端裝置的操作的時序圖； 圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的模擬前端裝置中連續(xù)數(shù)據(jù)發(fā)生器的框圖； 圖4是用于示出根據(jù)本發(fā)明實施例的模擬前端裝置中連續(xù)數(shù)據(jù)發(fā)生器 的操作的時序圖5是用于示出常規(guī)模擬前端裝置的結(jié)構(gòu)的框圖；和 圖6是用于示出常規(guī)模擬前端裝置的操作的時序圖。
具體實施例方式
下文中，將通過參考附圖詳細描述根據(jù)本發(fā)明的模擬前端裝置的實施 例。圖l是用于示出根據(jù)本發(fā)明實施例的模擬前端裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。在圖
l中，附圖標記A表示模擬前端裝置，附圖標記20表示固態(tài)圖像拾取傳感 器，其為金屬氧化物半導體(MOS)型圖像傳感器，30表示用于執(zhí)行圖像 處理等的數(shù)字信號處理器(DSP) ， 1表示用于產(chǎn)生周期性同步信號的同步 信號發(fā)生器(SSG) , 2表示用于周期性地產(chǎn)生固態(tài)圖像拾取傳感器20的驅(qū) 動脈沖的定時發(fā)生器，而3表示執(zhí)行各種處理的預處理器，其中各種處理包 括用于將從固態(tài)圖像拾取傳感器20輸出的模擬圖像信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像數(shù) 據(jù)的處理。
預處理器3包括相關復式采樣(CDS)電路4，其用于消除從固態(tài)圖 像拾取傳感器20輸入的模擬電信號中的噪聲；增益控制放大器(GCA) 5， 其用于控制信號增益并通過反饋控制來控制直流成份；和n位的A/D轉(zhuǎn)換 器6。
附圖標記7表示數(shù)字數(shù)據(jù)輸出裝置，其接收圖像數(shù)據(jù)并將其傳送給外部 數(shù)字信號處理器30， 8表示為外部CPU提供的接口，而9表示時鐘倍增器， 其將從外部輸入的時鐘乘以n并將其提供給內(nèi)部。
器。在從固態(tài)圖像拾取傳感器20輸出并經(jīng)由CDS電路4、 GCA5和A/D轉(zhuǎn) 換器6被輸入至連續(xù)數(shù)據(jù)發(fā)生器10的數(shù)據(jù)是不連續(xù)數(shù)據(jù)時，連續(xù)數(shù)據(jù)發(fā)生 器IO將不連續(xù)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成連續(xù)的圖像數(shù)據(jù)。定時發(fā)生器2周期性地產(chǎn)生 用于連續(xù)/不連續(xù)地驅(qū)動固態(tài)圖像拾取傳感器20的脈沖。其間，當固態(tài)圖像 拾取傳感器20與驅(qū)動脈沖同步并被不連續(xù)地驅(qū)動時，定時發(fā)生器2產(chǎn)生指 示輸出停止位置的輸出停止位置信號，并將其輸出至連續(xù)數(shù)據(jù)發(fā)生器10。
圖2示出固態(tài)圖像拾取傳感器20的輸出數(shù)據(jù)布局的示例。該示例示出 當 一個水平周期中對應于高速電子快門的控制脈沖從定時發(fā)生器2輸出時，
在固態(tài)圖像拾取傳感器20被周期性地停止以連續(xù)/不連續(xù)地被驅(qū)動的情況 下，輸出數(shù)據(jù)布局的示例。圖3示出連續(xù)數(shù)據(jù)發(fā)生器10的結(jié)構(gòu)的示例。圖 4示出連續(xù)數(shù)據(jù)發(fā)生器10的操作時序圖的示例，其中假定在一個水平驅(qū)動
中停止的次數(shù)為4次，并且每次停止的周期為1T周期。"HBLK"是水平
消隱脈沖。在解釋本發(fā)明中所使用的"T周期"意味著l個時鐘周期。
以下所提供的解釋基于如下假定通過下述設置和處理來輸出連續(xù)圖像數(shù)據(jù)。
-在一個水平周期中的停止次數(shù)為4次，
-在一個停止周期中的時鐘數(shù)為 一個時鐘，
-最小群時延為4個時鐘，
-通過將數(shù)量上等于停止次數(shù)的延遲一個時鐘裝置11 (用于一個停止 周期)相連(即連接4個裝置11)來構(gòu)成內(nèi)部延遲，并且
-延遲一個停止周期之前的數(shù)據(jù)由位于停止位置處的選擇器12從那個 水平周期的開頭依次選擇。
接下來，描述根據(jù)本實施例的如以上所述構(gòu)成的模擬前端裝置的操作。 首先，當成像光通過透鏡(未示出)進入固態(tài)圖像拾取傳感器20時，由固 態(tài)圖像拾取傳感器20的光電二極管或其它部件將其轉(zhuǎn)換成電信號，并且基 于從定時發(fā)生器2輸出的豎直驅(qū)動脈沖和水平驅(qū)動脈沖根據(jù)電信號產(chǎn)生作 為模擬點連續(xù)信號的圖像信號。進一步地，從固態(tài)圖像拾取傳感器20輸出 的圖像信號在預處理器3中的CDS電路4的采樣保持電路中適當減少1/f 噪聲。然后，在GCA 5中控制圖像信號的增益，并利用A/D轉(zhuǎn)換器6將圖 像信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像信號數(shù)據(jù)(RGB數(shù)據(jù))。圖像信號以并行數(shù)據(jù)的方 式或者在從并行方式轉(zhuǎn)換為串行方式后，從數(shù)字數(shù)據(jù)輸出裝置7輸出到外部 的數(shù)字信號處理器30。輸入到數(shù)字信號處理器30的圖像信號數(shù)據(jù)接收各種 處理，例如亮度信號處理、顏色分離、顏色矩陣處理。
接下來，描述當電子快門在曝光控制周期小于一個水平周期的狀態(tài)下在 高亮環(huán)境中高速操作時所執(zhí)行的操作。當輸出用于在小于一個水平周期內(nèi)控 制電子快門的脈沖時，定時發(fā)生器2在圖2所示的脈沖的上升沿和下降沿暫 時停止讀取水平方向上的像素信號脈沖。然后，在所停止的周期，轉(zhuǎn)換并輸 出用于控制作為產(chǎn)生噪聲的源的固態(tài)圖像拾取傳感器20中的累積電荷量的 脈沖邏輯。然后，重新啟動水平方向上的像素信號的讀取。 在圖2情況下，假定在有效周期內(nèi)有兩個脈沖，則在4個點處有上升沿
和下降沿位置。從固態(tài)圖像拾取傳感器20的像素讀取在這些位置被停止， 以致從固態(tài)圖像拾取傳感器20輸出的不連續(xù)圖像數(shù)據(jù)P0有4個無效數(shù)據(jù)片 段。也就是說，從固態(tài)圖像拾取傳感器20輸出的不連續(xù)圖像數(shù)據(jù)P0包括周 期性的不連續(xù)信息。
與上述正常操作的情況一樣，包括周期性不連續(xù)信息的不連續(xù)圖像數(shù)據(jù) PO在CDS電路4的采樣保持電路中適當減少1/f噪聲。進一步，其增益在 GCA5中得到控制。然后，由A/D轉(zhuǎn)換器6將其轉(zhuǎn)換成包括周期性不連續(xù) 信息的圖像信號數(shù)據(jù)。進一步地，包括周期性不連續(xù)信息的圖像信號數(shù)據(jù)由 連續(xù)數(shù)據(jù)發(fā)生器IO轉(zhuǎn)換成連續(xù)圖像數(shù)據(jù)。
(l)描述連續(xù)數(shù)據(jù)發(fā)生器IO的結(jié)構(gòu)的第一實施例。圖3示出連續(xù)數(shù)據(jù) 發(fā)生器10的具體結(jié)構(gòu)，其中假定在水平驅(qū)動中停止次數(shù)為4并且每次停止 的周期為1T周期。附圖標記11表示延遲一個時鐘裝置，而12表示選擇器。 4對延遲一個時鐘裝置11和選擇器12串聯(lián)。
該結(jié)構(gòu)對應于以下情況。
-一個水平周期內(nèi)的停止次數(shù)為4，
-一個停止周期內(nèi)的時鐘數(shù)為一個時鐘，并且 -最小群時延為4個時鐘。
在該結(jié)構(gòu)中， 一個停止周期內(nèi)的時鐘數(shù)是1,以致所采用的延遲裝置是 延遲時間是一個時鐘的延遲一個時鐘裝置11。進一步，由于一個水平周期 內(nèi)有4次停止，所以需要提供4對延遲一個時鐘裝置11和選擇器12。
圖4是用于示出對應于圖3所示結(jié)構(gòu)的連續(xù)數(shù)據(jù)發(fā)生器10的操作的時 序圖。該時序圖示出在下列條件下對所輸入的不連續(xù)圖像數(shù)據(jù)P0所執(zhí)行的 操作的狀態(tài)。
-具有一個時鐘延遲的圖像數(shù)據(jù)是P1，
-延遲兩個時鐘的信號是P2,
-延遲三個時鐘的信號是P3，
-延遲四個時鐘的信號是P4，
-對應于具有四個時鐘延遲的不連續(xù)圖像數(shù)據(jù)P4的第一輸出停止位置 信號是S4，
-對應于具有三個時鐘延遲的不連續(xù)圖像數(shù)據(jù)P3的第二輸出停止位置 信號是S3，
-對應于具有兩個時鐘延遲的不連續(xù)圖像數(shù)據(jù)P2的第三輸出停止位置 信號是S2,
-對應于具有一個時鐘延遲的不連續(xù)圖像數(shù)據(jù)Pl的第四輸出停止位置 信號是S1，并且
-每個選擇器12用輸出停止位置信號S1 - S4作為選擇控制信號進行操作。
第一級選擇器12選擇不連續(xù)圖像數(shù)據(jù)P0或由第一級延遲一個時鐘裝置 11對不連續(xù)圖像數(shù)據(jù)PO延遲一個時鐘的不連續(xù)圖像數(shù)據(jù)Pl (延遲一個時 鐘)。第一級選擇器12向第二級輸出作為選擇結(jié)果的選擇信號Q2。
第二級選擇器12選擇選擇信號Q2或由第二級延遲一個時鐘裝置11對 不連續(xù)圖像數(shù)據(jù)P1延遲一個時鐘的不連續(xù)圖像數(shù)據(jù)P2 (延遲二個時鐘)。 第二級選擇器12向第三級輸出作為選擇結(jié)果的選擇信號Q3。
第三級選擇器12選擇選擇信號Q3或由第三級延遲一個時鐘裝置11對 不連續(xù)圖像數(shù)據(jù)P2延遲一個時鐘的不連續(xù)圖像數(shù)據(jù)P3 (延遲三個時鐘)。 第三級選擇器12向第四級輸出作為選擇結(jié)果的選擇信號Q4。
第四級選擇器12選擇選擇信號Q4或由第四級延遲一個時鐘裝置11對 不連續(xù)圖像數(shù)據(jù)P3延遲一個時鐘的不連續(xù)圖像數(shù)據(jù)P4 (延遲四個時鐘)。 第四級選擇器12輸出選擇結(jié)果，作為連續(xù)圖像數(shù)據(jù)Pout。
不連續(xù)圖像數(shù)據(jù)PO通過第一級延遲一個時鐘裝置11的延遲處理被處理 成不連續(xù)圖像數(shù)據(jù)P1，并被輸入至第一級選擇器12。不連續(xù)圖像數(shù)據(jù)Pl(延 遲一個時鐘)通過第二級延遲一個時鐘裝置11的延遲處理被處理成不連續(xù) 圖像數(shù)據(jù)P2 (延遲兩個時鐘)，并被輸入至第二級選擇器12。不連續(xù)圖像
數(shù)據(jù)P2 (延遲兩個時鐘)通過第三級延遲一個時鐘裝置11的延遲處理被處 理成不連續(xù)圖像數(shù)據(jù)P3 (延遲三個時鐘)，并被輸入至第三級選擇器12。
不連續(xù)圖像數(shù)據(jù)P3 (延遲三個時鐘)通過第四級延遲一個時鐘裝置11的延 遲處理被處理成不連續(xù)圖像數(shù)據(jù)P4 (延遲四個時鐘)，并被輸入至第四級 選擇器12。第四級選擇器12在輸出停止位置信號S4為"L"電平的周期， 選擇4T周期的不連續(xù)圖像數(shù)據(jù)P4 (延遲四個時鐘)。所選擇的圖像數(shù)據(jù) P4是數(shù)據(jù)T 、"2" 、"3"和"4"(時刻tl-時刻t2)。
當輸出停止位置信號S4在時刻t2變成"H，，電平時，第四級選擇器12 從第三級選擇器12選擇選擇信號Q4。由于輸出停止位置信號S3直到時刻 t3都是"L，，電平，所以第三級選擇器12選擇不連續(xù)圖像數(shù)據(jù)P3 (延遲三 個時鐘)。于是，已經(jīng)位于"H"電平側(cè)選擇狀態(tài)的第四級選擇器12,從時 刻t2到時刻t3選擇不連續(xù)圖像數(shù)據(jù)P3 (延遲三個時鐘)中的數(shù)據(jù)"5"、 "6" 、"7"和"8"。
當輸出停止位置信號S3在時刻t3變成"H，，電平時，第三級選擇器12 從第二級選擇器12選擇選擇信號Q3。由于輸出停止位置信號S2直到時刻 t4都是"L，，電平，所以第二級選擇器12選擇不連續(xù)圖像數(shù)據(jù)P2 (延遲二 個時鐘)。于是，已經(jīng)位于"H，，電平側(cè)選擇狀態(tài)的第三級和第四級選擇器 12,從時刻t3到時刻t4輸出不連續(xù)圖像數(shù)據(jù)P2 (延遲二個時鐘)中的數(shù)據(jù) "9" 、"10" 、"11"和"12" u
當輸出停止位置信號S2在時刻t4變成"H"電平時，第二級選擇器12 從第一級選擇器12選擇選擇信號Q2。由于輸出停止位置信號Sl直到時刻 t5都是"L，，電平，所以第一級選擇器12選擇不連續(xù)圖像數(shù)據(jù)Pl (延遲一 個時鐘)。于是，已經(jīng)位于"H，，電平側(cè)選擇狀態(tài)的第二級、第三級和第四 級選擇器12，從時刻t4到時刻t5選擇不連續(xù)圖像數(shù)據(jù)Pl (延遲一個時鐘) 中的數(shù)據(jù)"13" 、"14" 、"15"和"16"。
當輸出停止位置信號Sl在時刻t5變成"H"電平時，第一級選擇器12 選擇不連續(xù)圖像數(shù)據(jù)PO。于是，已經(jīng)位于"H"電平側(cè)選擇狀態(tài)的第一級、
第二級、第三級和第四級選擇器12，在時刻t5及之后選擇不連續(xù)圖像數(shù)據(jù)
P0中的數(shù)據(jù)"17" 、"18"和"19"。這對應于連續(xù)圖像數(shù)據(jù)Pout。
總之，連續(xù)數(shù)據(jù)發(fā)生器IO從第四級選擇器12輸出有效連續(xù)數(shù)據(jù)"r -"19"
(2)描述連續(xù)數(shù)據(jù)發(fā)生器IO的結(jié)構(gòu)的第二實施例。在第二實施例中， 連續(xù)數(shù)據(jù)發(fā)生器10包括用于存儲一條線路的圖像數(shù)據(jù)的存儲器13。存儲器 13例如由RAM構(gòu)成。當輸入圖2所示的不連續(xù)圖像數(shù)據(jù)P0時，無效數(shù)據(jù) 周期段的地址被保留，但是在寫入控制中，該段的寫入跳過存儲器13。通 過這種控制，寫入存儲器13的數(shù)據(jù)可以形成連續(xù)圖像數(shù)據(jù)。對于在寫入操 作之前開始的存儲器讀取控制，帶有任意延遲的連續(xù)圖像數(shù)據(jù)可以通過從開 頭地址開始依次讀取數(shù)據(jù)來輸出。
當向存儲器13寫入數(shù)據(jù)時，也有可能在包括無效數(shù)據(jù)的狀態(tài)下寫入不 連續(xù)的圖像數(shù)據(jù)P0,并且當通過存儲器讀取控制從開頭地址開始依次讀取 數(shù)據(jù)時，也有可能通過跳過無效數(shù)據(jù)周期段的地址來讀取數(shù)據(jù)。按照這種方 式，也可以輸出帶有任意延遲的連續(xù)圖像數(shù)據(jù)。
用于連續(xù)數(shù)據(jù)發(fā)生器10的存儲器控制地址可以由定時發(fā)生器2提供。 或者，可以在連續(xù)數(shù)據(jù)發(fā)生器10中單獨提供地址發(fā)生計數(shù)器。
在連續(xù)數(shù)據(jù)發(fā)生器10和定時發(fā)生器2分別包括水平地址計數(shù)器以控制 連續(xù)圖像數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)中，可以向定時發(fā)生器2和不連續(xù)數(shù)據(jù)發(fā)生器10分別 提供不連續(xù)位置設置寄存器。這使得能通過CPU接口 8預先進行操作設置。 采用這種結(jié)構(gòu)，可以在模擬前端裝置A側(cè)控制不連續(xù)周期。于是，在高速 操作電子快門時，在由于控制脈沖的操作產(chǎn)生不連續(xù)噪聲成份之前和之后， 可以停止每個部分(固態(tài)圖像拾取傳感器的內(nèi)側(cè)、固態(tài)圖像拾取裝置與模擬 前端裝置之間的連接部分、定時發(fā)生器、CDS電路、GCA、 A/D轉(zhuǎn)換器以 及模擬前端裝置的類似部分)的操作。由此，在對圖像數(shù)據(jù)進行數(shù)字轉(zhuǎn)換而 不影響水平驅(qū)動脈沖和傳感器模擬信號之后，可以利用連續(xù)數(shù)據(jù)發(fā)生器10 獲得不帶有固定圖形噪聲的高質(zhì)量圖像數(shù)據(jù)。
通過參考最優(yōu)選實施例已經(jīng)詳細描述了本發(fā)明。不過，在不偏離所附權 利要求的精神和寬泛范圍的情況下，有可能對組成部分進行各種組合和修 改。
權利要求
1、一種模擬前端裝置，包括預處理器，其用于將從固態(tài)圖像拾取傳感器輸出的模擬圖像信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像數(shù)據(jù)，其中所述固態(tài)圖像拾取傳感器將對象的光學圖像進行光電轉(zhuǎn)換；定時發(fā)生器，其周期性地產(chǎn)生用于連續(xù)/不連續(xù)地驅(qū)動所述固態(tài)圖像拾取傳感器的驅(qū)動脈沖，并且在所述固態(tài)圖像拾取傳感器與所述驅(qū)動脈沖同步地被不連續(xù)驅(qū)動時，產(chǎn)生指示所述固態(tài)圖像拾取傳感器的輸出停止位置的輸出停止位置信號；和連續(xù)數(shù)據(jù)發(fā)生器，其在所述輸出停止位置信號無效時允許所述圖像數(shù)據(jù)通過，并且在所述輸出停止位置信號有效時，將以不連續(xù)狀態(tài)輸入的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成連續(xù)的圖像數(shù)據(jù)。
2、 根據(jù)權利要求l所述的模擬前端裝置，其中，當所述固態(tài)圖像拾取傳感 器的曝光控制周期被設置成小于一個水平周期時，所述定時發(fā)生器暫時停止水 平方向上的像素信號的讀取脈沖；在所述停止周期，輸出用于控制所述固態(tài)圖 像拾取傳感器中的累積電荷量的累積電荷量控制脈沖；并且在輸出所述累積電 荷量控制脈沖后，重新開始輸出所述水平方向上的所述像素信號的所述讀取脈 沖。
3、 根據(jù)權利要求1所述的模擬前端裝置，其中在所述連續(xù)數(shù)據(jù)發(fā)生器中執(zhí)行處理所需要的最小群時延，被設置成通過將 一個水平周期內(nèi)的所述圖像數(shù)據(jù)的輸出停止次數(shù)與所述圖像數(shù)據(jù)輸出停止周期內(nèi)的時鐘數(shù)相乘所獲得的時間；并且所述連續(xù)數(shù)據(jù)發(fā)生器包括多個時鐘延遲裝置，用于將所述圖^象數(shù)據(jù)的輸出 延遲所述圖像數(shù)據(jù)輸出停止周期的一個周期的延遲時間，其中所述多個時鐘延遲裝置串聯(lián)連接，在數(shù)量上等于所述停止次數(shù)，并且從所 述時鐘延遲裝置輸出的所述圖像數(shù)據(jù)以這樣的方式被選擇，以產(chǎn)生所述連續(xù)圖 像數(shù)據(jù)，所述方式為從所述水平周期的開頭開始依次在每個所述圖像數(shù)據(jù)停 止位置增加所述延遲時間。
4、 根據(jù)權利要求1所述的模擬前端裝置，其中所述連續(xù)數(shù)據(jù)發(fā)生器包括對有效數(shù)據(jù)的一個水平周期或多個水平周期具有記錄能力的存儲器，其中所述連續(xù)數(shù)據(jù)發(fā)生器在從所述那個水平周期的開頭開始依次向所述存儲器 寫入所述圖像數(shù)據(jù)時，通過丟棄所述固態(tài)圖像拾取傳感器的所述輸出停止位置 處的無效數(shù)據(jù)段來寫入所述圖像數(shù)據(jù)，并且在從所述存儲器讀取所述圖像數(shù)據(jù) 時，連續(xù)地讀取所述圖像數(shù)據(jù)，以產(chǎn)生所述連續(xù)圖像數(shù)據(jù)。
5、 才艮據(jù)權利要求1所述的模擬前端裝置，其中所述連續(xù)數(shù)據(jù)發(fā)生器包括對 有效數(shù)據(jù)的一個水平周期或多個水平周期具有記錄能力的存儲器，其中寫入所述圖像數(shù)據(jù)時，寫入包括所述固態(tài)圖像拾取傳感器的所述輸出停止位置 處的無效數(shù)據(jù)的所述圖像數(shù)據(jù)，并且在從所述存儲器讀取所述圖《象數(shù)據(jù)時，通 過跳過所述無效數(shù)據(jù)段來讀取所述圖像數(shù)據(jù)，以產(chǎn)生所述連續(xù)圖像數(shù)據(jù)。
6、 根據(jù)權利要求4所述的模擬前端裝置，其中所述連續(xù)數(shù)據(jù)發(fā)生器在水平 消隱周期中的n倍(n為2或大于2的自然數(shù))像素時鐘的讀取時刻，以并行 數(shù)據(jù)形式或串行數(shù)據(jù)形式從所述存儲器讀取所述連續(xù)圖像數(shù)據(jù)。
7、 根據(jù)權利要求5所述的模擬前端裝置，其中所述連續(xù)數(shù)據(jù)發(fā)生器在水平 消隱周期中的n倍(n為2或大于2的自然數(shù))像素時鐘的讀取時刻，以并行 數(shù)據(jù)形式或串行數(shù)據(jù)形式從所述存儲器讀取所述連續(xù)圖像數(shù)據(jù)。
8、 根據(jù)權利要求1所述的模擬前端裝置，其中所述定時發(fā)生器將所述輸出 停止位置信號作為定時標志信號輸出。
9、 根據(jù)權利要求1所述的模擬前端裝置，其中所述定時發(fā)生器利用在一個 水平周期內(nèi)可操作的計數(shù)器值，將所述輸出停止位置信號作為地址信號輸出。
10、 根據(jù)權利要求1所述的模擬前端裝置，其中所述定時發(fā)生器和所述連 續(xù)數(shù)據(jù)發(fā)生器分別包括用于設置所述固態(tài)圖像拾取傳感器的所述輸出停止位置 的寄存器。
11、 一種圖像拾取裝置，包括所述固態(tài)圖像拾取傳感器；如權利要求1所述的模擬前端裝置；和用于對所述模擬前端裝置的輸出進行信號處理的數(shù)字信號處理器。
全文摘要
預處理器將從固態(tài)圖像拾取傳感器輸出的模擬圖像信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像數(shù)據(jù)，其中固態(tài)圖像拾取傳感器將對象的光學圖像進行光電轉(zhuǎn)換。定時發(fā)生器周期性地產(chǎn)生用于連續(xù)/不連續(xù)驅(qū)動固態(tài)圖像拾取傳感器的驅(qū)動脈沖，并且在固態(tài)圖像拾取傳感器與驅(qū)動脈沖同步地被不連續(xù)驅(qū)動時，產(chǎn)生指示固態(tài)圖像拾取傳感器的輸出停止位置的輸出停止位置信號。連續(xù)數(shù)據(jù)發(fā)生器在輸出停止位置信號無效時允許圖像數(shù)據(jù)通過，并且在輸出停止位置信號有效時，將以不連續(xù)狀態(tài)輸入的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成連續(xù)的圖像數(shù)據(jù)。
文檔編號H04N5/378GK101115153SQ20071013633
公開日2008年1月30日 申請日期2007年7月24日 優(yōu)先權日2006年7月24日
發(fā)明者古市政勝, 津村敬一, 秦野敏信 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社