專利名稱：圖象信號處理裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種對從固體攝象元件輸出的圖象信號進行給定的信號處理，并把符合給定格式的圖象信號輸出給外部設備的圖象信號處理裝置。
CCD圖象傳感器3例如是幀傳送型，由攝象部、存儲部、水平傳送部和輸出部構成。攝象部把響應入射光而產(chǎn)生的信息電荷存儲在多個受光象素中。存儲部臨時保持從攝象部引入的一個畫面的信息電荷。水平傳送部把由存儲部輸出的信息電荷依次引入，在水平方向傳送，依次以1象素單位輸出。輸出部把從水平傳送部輸出的信息電荷以1象素單位變換為與電荷量對應的電壓值，并作為圖象信號Y(t)來進行輸出。
驅動裝置4由升壓電路4和垂直驅動器6構成，升壓電路4和垂直驅動器6的各電路在同一半導體襯底上形成。
升壓電路5把由調節(jié)電路2提供的調整電壓VK(例如2.9V)升壓至給定電壓后，提供給CCD圖象傳感器3，并同時提供給垂直驅動器6。該升壓電路5包含正電壓發(fā)生用充電泵和負電壓發(fā)生用充電泵，用正電壓發(fā)生用充電泵把調整電壓VK升壓為正電壓一側的給定電壓VOH(例如5V)，用負電壓發(fā)生用充電泵把調整電壓VK升壓為負電壓一側的給定電壓VOL(例如-5V)。
垂直驅動器6接收用負電壓發(fā)生用充電泵生成的負電壓一側的給定電壓VOL而進行工作，生成幀傳送時鐘f以及垂直傳送時鐘v，后，提供給CCD圖象傳感器3的攝象部和存儲部。在此，幀傳送時鐘f以及垂直傳送時鐘v是用服從由定時控制電路13提供的幀移動定時信號FT、垂直同步信號VT以及水平同步信號HT的定時生成的。據(jù)此，儲存在攝象部中的信息電荷以服從幀移動定時信號FT的定時被幀傳送到存儲部，存儲部中保存的信息電荷被以服從垂直同步信號VT以及水平同步信號HT的定時線傳送到水平傳送部。
水平驅動器8接收由調節(jié)電路2提供的調整電壓VK后進行工作，生成水平傳送時鐘h后，提供給CCD圖象傳感器3的水平傳送部。在此，水平傳送時鐘h是用服從由定時控制電路13提供的垂直同步信號以及水平同步信號的定時生成的。據(jù)此，被引入水平傳送部的信息電荷以服從水平同步信號HT的定時，被依次以1象素單位傳送，作為圖象信號Y(t)輸出。
信號處理電路9由模擬處理部10、A/D轉換器11以及數(shù)字處理部12構成，接收由調節(jié)電路2提供的調整電壓VK而工作。模擬處理部10引入由CCD圖象傳感器3輸出的圖象信號Y(t)，進行采樣保持、增益調整等各種模擬信號處理。A/D轉換器11引入進行了模擬信號處理的圖象信號Y(t)，按每個象素變換為數(shù)字信號，生成圖象數(shù)據(jù)Y(n)。數(shù)字處理部12對于圖象數(shù)據(jù)Y(n)進行給定的矩陣處理，生成亮度和顏色數(shù)據(jù)后，對于亮度數(shù)據(jù)，進行輪廓修正和灰度系數(shù)修正等的處理，輸出圖象數(shù)據(jù)Y’(n)。
定時控制電路13以調節(jié)電路2所提供的調整電壓VK工作，把一定周期的基準時鐘CK分頻，決定CCD圖象傳感器3的垂直掃描以及水平掃描的定時。然后，根據(jù)所決定的定時來生成垂直同步信號VT以及水平同步信號HT，并且，以與垂直同步信號VT一致的周期來生成幀移動信號FT。
輸出電路14接收調整電壓VK后工作，引入從信號處理電路9輸出的圖象數(shù)據(jù)Y’(n)，通過系統(tǒng)總線15輸出到CPU(中央處理器)16、存儲器17、顯示驅動器18。CPU16是響應來自外部的命令指示，來控制攝象裝置、存儲器17、顯示驅動器18的動作的控制裝置。存儲器17例如是閃存、存儲卡等可裝卸的可換存儲器和硬盤等固定存儲器，存儲從攝象裝置輸出的圖象數(shù)據(jù)Y’(n)。顯示驅動器18接收從攝象裝置輸出的圖象數(shù)據(jù)Y’(n)，驅動顯示面板19，顯示再現(xiàn)圖象。
而且，具有以上所述的結構的攝象裝置按如下方式工作。首先，如果從電池提供了電源電壓VDD(例如3.2V)，就被引入到調節(jié)電路2中，調整為比電源電壓VDD低的調整電壓VK(例如2.9V)后輸出。接著，把該調整電壓VK提供給驅動裝置4以及信號處理裝置7內的各電路。
用正電壓發(fā)生用充電泵把提供給驅動裝置4一側的調整電壓VK升壓為正電壓一側的給定電壓(例如5V)，作為電子快門用的排出電壓提供給CCD圖象傳感器3。另外，用負電壓發(fā)生用充電泵把引入到驅動電路5中的調整電壓VK升壓到負電壓一側的給定電壓(例如-5V)后，提供給垂直驅動器6。然后，使垂直驅動器6工作，生成CCD圖象傳感器3的幀傳送以及線傳送所需要的時鐘f、v，并提供給攝象部和存儲部。
另一方面，提供給信號處理裝置7的調整電壓VK被水平驅動器8、信號處理電路9、定時控制電路13以及輸出電路14的各電路所引入，使各電路工作。在定時控制電路13中，生成各種定時信號后提供給各電路，在水平驅動器8，生成CCD圖象傳感器3的水平傳送所需要的時鐘脈沖h。另外，在信號處理電路9中，對于從CCD圖象傳感器3輸出的圖象信號Y(t)進行給定的模擬信號處理和數(shù)字信號處理，并通過系統(tǒng)總線從輸出電路14輸出圖象信號Y’(n)。
在以上所述的攝象裝置所帶有的信號處理裝置中，用調節(jié)電路把來自電池的電源電壓調整為給定的調整電壓后，共同提供給構成信號處理裝置的所有電路。因此，信號處理電路盡管是以比調節(jié)電路設置的調整電壓還低的電源電壓而進行工作，但卻被提供了更高的電源電壓，從而造成不必要的電力消耗。因此，存在著使攝象裝置整體的電力消耗增大這一問題。

發(fā)明內容
為了解決以上所述問題，本發(fā)明的圖象信號處理裝置，對固體攝象元件輸出的圖象信號實施給定的信號處理，將服從給定格式的圖象信號輸出到外部設備，其特征在于在同一半導體襯底上形成有引入按照所述外部設備的輸入電平設置的電源電壓，產(chǎn)生對應所述固體攝象元件輸出電平的第一電壓的第一調節(jié)電路；接收所述第一電壓而進行工作，對由所述固體攝象元件輸出的圖象信號實施給定的信號處理的信號處理電路；接收所述電源電壓而進行工作，并輸出用所述信號處理電路進行了信號處理的圖象信號的輸出電路。
根據(jù)本發(fā)明，從第一調節(jié)電路對信號處理電路提供第一電壓。它是使用與向輸出電路提供電源電壓的線路不同的線路來進行的。因此，能獨立對信號處理電路提供電源電壓。


圖1是表示本發(fā)明實施例1的圖，是表示采用本發(fā)明的信號處理裝置的攝象裝置結構的框圖。
圖2是表示第一調節(jié)電路一個例子的電路結構圖。
圖3是表示本發(fā)明實施例2的圖，是表示采用本發(fā)明信號處理裝置的攝象裝置結構的框圖。
圖4是表示本發(fā)明實施例3的圖，是表示采用了本發(fā)明信號處理裝置的攝象裝置結構的框圖。
圖5是表示現(xiàn)有攝象裝置結構的框圖。
下面簡要說明附圖符號。
2-調節(jié)電路；3-CCD圖象傳感器；4-驅動裝置；5-升壓電路；6-垂直驅動器；7、21、21’、51-信號處理裝置；8-水平驅動器；9-信號處理電路；10-模擬處理部；11-A/D轉換器；12-數(shù)字處理部；13-定時控制電路；14-輸出電路；15-系統(tǒng)總線；16-CPU；17-存儲器；18-顯示驅動器；19-顯示面板；22-第一調節(jié)電路；31-連接切換部；32-P通道型晶體管；33-電阻列；34-比較器；35-基準電壓發(fā)生部；41-第二調節(jié)電路。
信號處理裝置21由水平驅動器8、信號處理電路9、定時控制電路13以及第一調節(jié)電路22構成，接收來自信號處理裝置21外配置的調節(jié)電路2(以下，為了與配置在信號處理裝置內的第一調節(jié)電路22區(qū)別，稱作外部調節(jié)電路)的調整電壓VK而工作。在此，調整電壓VK被設置為輸出電路14的工作電壓(例如2.9V)。
水平驅動器8以服從由定時控制電路13提供的水平同步信號HT的定時，生成水平傳送時鐘h，提供給CCD圖象傳感器3的水平傳送部。
信號處理電路9由模擬處理部10、A/D轉換器11、數(shù)字處理部12構成。該信號處理電路9接收與CCD圖象傳感器3的輸出電平對應的電壓進行工作，對于從CCD圖象傳感器3輸出的圖象信號，進行給定的信號處理。模擬處理部10對于從CCD圖象傳感器3輸出的圖象信號Y(t)，進行CDS(Correlated Double Sampling相關二重采樣)、AGC(AutomaticGain Control自動增益控制)等的模擬信號處理。在CDS中，對于重復復位電平和信號電平的圖象信號Y(t)，對復位電平進行箝位后，取出信號電平，生成信號電平連續(xù)的圖象信號。在AGC中，把用CDS取出的圖象信號以一個畫面或一個垂直掃描期間單位積分，進行增益的反饋控制，使該積分數(shù)據(jù)收斂于給定的范圍內。A/D轉換器11把從模擬處理部10輸出的圖象信號與CCD圖象傳感器3的輸出定時同步、規(guī)格化，輸出數(shù)字信號的圖象數(shù)據(jù)Y(n)。
數(shù)字處理部12對圖象數(shù)據(jù)Y(n)進行色分離、矩陣運算等處理，生成含有亮度信號和色差信號的圖象數(shù)據(jù)Y’(n)。例如，在色分離處理中，根據(jù)安裝在CCD圖象傳感器3的攝象部上的濾色鏡的顏色配列，分配圖象數(shù)據(jù)Y(n)，生成多個色成分信號。另外，在矩陣運算處理中，把分配的各顏色成分合成，生成亮度信號，并且，從各顏色成分減去亮度成分，生成色差信號。
定時控制電路13由對一定周期的基準時鐘CK計數(shù)的多個計數(shù)器構成，決定CCD圖象傳感器3的垂直掃描以及水平掃描的定時。定時控制電路13把通過時鐘提供端子(圖中未顯示)提供的基準時鐘CK分頻，生成幀移動定時信號FT、垂直同步信號VT以及水平同步信號HT，提供給垂直驅動器6和水平驅動器8。另外，定時控制電路13對模擬處理部10、A/D轉換器11和數(shù)字處理部12提供定時信號，使各電路的動作與CCD圖象傳感器3的動作定時同步。
輸出電路14以與存儲器17和顯示驅動器18等的外部設備的輸入電平對應的電源電壓來進行工作，把信號處理電路9輸出的圖象數(shù)據(jù)Y’(n)向系統(tǒng)總線15輸出。
第一調節(jié)電路22引入由外部調節(jié)電路2提供的調整電壓VK，生成第一電壓VA。該第一調節(jié)電路22配合信號處理電路9的工作電壓設置有輸出電壓，輸出與對應于CCD圖象傳感器3的輸出電平的電壓(例如2.0V~2.5V)相同的電壓。
另外，該第一調節(jié)電路22的結構為按照CCD圖象傳感器3的工作狀態(tài)進行工作。具體而言，接收按照CCD圖象傳感器3的動作狀態(tài)從CPU16輸出的控制信號CE而工作，當CCD圖象傳感器3停止動作時，停止第一以及第二電壓VA、VB的輸出，把輸出一側的電位下拉為接地電位VG(例如，0V)。當信號處理裝置21把與外部相連接的電池作為電源工作時，它是特別有效的。即當把電池作為電源工作時，有的在電源供給一側不具有切斷電壓供給的裝置，在該類型中，盡管包含CCD圖象傳感器3以及外部設備的整個系統(tǒng)都停止了，但是還向信號處理裝置21提供了電源電壓。因此，即使信號處理電路9停止了動作，有時在電路內部還是會發(fā)生電路泄漏，實質上消耗了電力。在此，在信號處理電路9停止工作時，通過停止來自第一調節(jié)電路22的輸出，就能避免不必要的電力消耗。
而且，具有以上所述的結構的信號處理裝置21按如下方式工作。首先，如果從電池提供了電源電壓VDD(例如3.2V)，電源電壓VDD就被引入到外部調節(jié)電路2中。引入到外部調節(jié)電路2中的電源電壓VDD被變換為配合輸出電路14的工作電壓(例如2.9V)而設置的調整電壓VK(例如2.9V)后輸出。把該調整電壓VK提供給第一調節(jié)電路22，并且提供給輸出電路14。
提供給第一調節(jié)電路22一側的調整電壓VK被變換為與水平驅動器8、信號處理電路9以及定時控制電路13的工作電壓配合的第一電壓VA(例如2.0V~2.5V)，提供給各電路。而且，第一電壓VA使各電路工作，對于從CCD圖象傳感器3輸出的圖象信號Y(t)，以與CCD圖象傳感器3的動作同步的定時進行了給定的信號處理。而提供給輸出電路14一側的調整電壓VK使輸出電路14工作。而且，由信號處理電路9進行了處理的圖象信號Y’(n)被輸出到CPU16、存儲器17、顯示驅動器18等外部設備。
這樣，通過對應于信號處理電路9，設置第一調節(jié)電路22，就能對信號處理電路9獨立地提供電源電壓。據(jù)此，對于信號處理電路9和輸出電路14的各電路，能提供彼此不同的電源電壓，從而能降低電力消耗。而且，通過配合信號處理電路9的最佳工作電壓來設置第一調節(jié)電路22的輸出電壓，能提高信號處理的工作特性。
另外，在本發(fā)明中，把第一調節(jié)電路22內置在信號處理裝置21中，在一個芯片上設置有水平驅動器8、信號處理電路9、定時控制電路13以及輸出電路14。據(jù)此，就能把第一調節(jié)電路22與其它電路一次制造，從而能降低成本、提高成品率。
圖2是表示第一調節(jié)電路22的一個例子的電路結構圖。第一調節(jié)電路22由P通道型晶體管32、電阻列33、比較器34、基準電壓發(fā)生部35構成。在電源提供端子37和P通道型晶體管32之間連接了連接切換部31。P通道型晶體管32連接在連接切換部31和調節(jié)電路的輸出端子38之間，柵極與比較器34的輸出端子相連接。電阻列33由串聯(lián)在P通道型晶體管32的漏極和接地線39之間的電阻33a和電阻33b構成，電阻33a和電阻33b的中間點與比較器34的同相輸入端子相連接?；鶞孰妷喊l(fā)生部35與比較器34的反相輸入端子相連接。
具有這樣的結構的第一調節(jié)電路22按如下方式工作。在此，電阻33a和電阻33b的電阻值分別為R1、R2。首先，如果通過電源提供端子37被提供了調整電壓VK，則P通道型晶體管32導通，調整電壓VK被提供給電阻列33。接著，由電阻列33分壓，電阻列33的中間點的電位VX為VX＝(R2/(R1+R2))·VDD，提供給比較器34的同相輸入端子。
接著，比較器34按照分壓電壓VX與提供給反相輸入端子的基準電壓VR的電位差來進行工作，控制P通道型晶體管32的導通電阻，使分壓電壓VX與基準電壓VR相等。具體而言，當分壓電壓VX比基準電壓VR高時，向導通P通道型晶體管32的方向動作，當分壓電壓VX比基準電壓VR低時，向斷開P通道型晶體管32的方向動作。而且，根據(jù)構成電阻列33的電阻33a和電阻33b的電阻值R1、R2的比和從基準電壓發(fā)生部35輸出的基準電壓VR，在輸出端子38一側生成了一定的電壓VOUT＝((R1+R2)/R2)·VR，作為第一電壓VA輸出。
這樣，從調節(jié)電路輸出的第一電壓VA由電阻列33的分壓和基準電壓VR決定。因此，在第一調節(jié)電路22中，按照下一段電路的最佳工作電壓，設置有電阻列33的分壓比和基準電壓VR。
第一調節(jié)電路22的結構為在以上所述的結構的基礎上，連接切換部31、比較器34和基準電壓發(fā)生部35按照CCD圖象傳感器3的工作狀態(tài)工作。具體而言，連接切換部31、比較器34和基準電壓發(fā)生部35接收由CPU16輸出的控制信號RE而工作，當控制信號RE表示為與CCD圖象傳感器3的驅動中對應的電平時，連接切換部31把電源提供端子37與P通道型晶體管32相連接，基準電壓發(fā)生部35輸出基準電壓VR，比較器34工作，使分壓電壓VX和基準電壓VR相等。而當控制信號RE表示為與CCD圖象傳感器3的動作的停止對應的電平時，連接切換部31切斷電源提供端子與P通道型晶體管32的連接，比較器34和基準電壓發(fā)生部35停止其動作。
這樣，通過按照CCD圖象傳感器3的動作的停止，停止構成第一調節(jié)電路22的各部的動作，不僅防止了下一段電路中的電力消耗，還能防止調節(jié)電路自身的電力消耗。據(jù)此，能進一步降低電力消耗。
圖3是表示本發(fā)明實施例2的圖，是表示采用了本發(fā)明的信號處理裝置的攝象裝置結構的框圖。在該圖中，對于與圖1相同的結構，采用相同的符號，并省略其說明。
信號處理裝置21’由水平驅動器8、信號處理電路9、定時控制電路13、以及第一至第三調節(jié)電路22、23、41構成。該信號處理裝置21’在模擬處理部10和A/D轉換器11的前段設置有第一調節(jié)電路22，而且，還在輸出電路14的前段設置有第二調節(jié)電路41。
第一調節(jié)電路22被設置為能輸出與模擬處理部10和A/D轉換器11的最適當工作電壓(例如2.5V)相同的電壓，引入來自外部調節(jié)電路2的調整電壓VK而生成第一電壓VA。第二調節(jié)電路41被設置為能輸出與數(shù)字處理部12和定時控制電路13的最適當工作電壓(例如2.0V)相同的電壓，引入來自外部調節(jié)電路2的調整電壓VK，生成比第一電壓VA低的第二電壓VB。
這樣，通過對模擬處理部10和數(shù)字處理部12等各部配置調節(jié)電路，就能提供適合于模擬處理部10和數(shù)字處理部12等各部的電源電壓。據(jù)此，就能提高各部的信號處理的工作特性。而且，因為所進行的設定，使用第二調節(jié)電路41生成的第二電壓VB比用第一調節(jié)電路22生成的第一電壓VA低，所以能進一步地降低電力消耗。
另外，第一以及第二調節(jié)電路22、41的各調整電路與圖2所示的具有同一結構，按照下一段電路的最適當工作電壓來設置電阻列的分壓比以及基準電壓發(fā)生部的基準電壓，并且，使之接收控制信號RE而進行工作。即按照CCD圖象傳感器3的工作狀態(tài)進行工作，當表示為與CCD圖象傳感器3的動作的停止相對應的電平時，停止第一以及第二電壓VA、VB的輸出，并且，停止調節(jié)電路內部的基準電壓發(fā)生部和比較器的動作。據(jù)此，就能準確地防止信號處理電路9在動作停止狀態(tài)時的電流泄漏所導致的電力消耗，而且，還能防止調節(jié)電路自身的電力消耗。
圖4是表示本發(fā)明實施例3的圖，是表示采用了本發(fā)明的信號處理裝置的攝象裝置結構的框圖。在該圖中，對于與圖1相同的結構，采用了相同的符號，并省略了其說明。
在該實施例3中，與以上所述的實施例1和實施例2的不同點在于把從外部調節(jié)電路2輸出的調整電壓VK(例如，2.9V)提供給信號處理裝置51內的水平驅動器8、模擬處理部10、A/D轉換器11，并把從第一調節(jié)電路22(內部調節(jié)電路)輸出的第一電壓VA(例如，2.0V)提供給數(shù)字處理部12和定時控制電路13。
根據(jù)該結構，就能將比調整電壓VK低的第一電壓VA作為工作電壓來獨立地提供給數(shù)字處理部11和定時控制電路13。據(jù)此，不但能提高數(shù)字處理部11和定時控制電路13的工作特性，而且還能降低圖象信號處理裝置和攝象裝置整體的電力消耗。
另外，在此處所示的第一調節(jié)電路22也與實施例1和實施例所示的內部調節(jié)電路相同，根據(jù)控制信號RE來進行工作，能防止數(shù)字處理部11和定時控制電路13停止工作時的電力消耗。
根據(jù)本發(fā)明，通過對信號處理電路單獨設置調整電路，就能獨立向信號處理電路提供電源電壓。據(jù)此，就能抑制不必要的電力消耗，達到降低電力消耗的目的。
權利要求
1.一種圖象信號處理裝置，對由固體攝象元件輸出的圖象信號實施給定的信號處理，將服從給定格式的圖象信號輸出給外部設備，其特征在于包括引入按照所述外部設備的輸入電平而設置的電源電壓，來產(chǎn)生對應所述固體攝象元件輸出電平的第一電壓的第一調節(jié)電路；接收所述第一電壓而進行工作，對由所述固體攝象元件輸出的圖象信號實施給定的信號處理的信號處理電路；接收所述電源電壓而進行工作，輸出用所述信號處理電路進行了信號處理的圖象信號的輸出電路。
2.根據(jù)權利要求1所述的圖象信號處理裝置，其特征在于所述第一電壓的電壓值比所述電源電壓的電壓值低。
3.根據(jù)權利要求1所述的圖象信號處理裝置，其特征在于所述第一調節(jié)電路在所述固體攝象元件停止工作的至少一部分時間內，停止輸出所述第一電壓。
4.根據(jù)權利要求1所述的圖象信號處理裝置，其特征在于還包括引入所述電源電壓來產(chǎn)生第二電壓的第二調節(jié)電路；所述信號處理電路包含對由所述固體攝象元件輸出的圖象信號實施給定的模擬信號處理的模擬處理部；和在用所述模擬處理部實施了處理后，引入被變換為數(shù)字信號的圖象信號來實施給定的數(shù)字信號處理的數(shù)字處理部；所述數(shù)字處理部接收所述第二電壓而進行工作。
5.根據(jù)權利要求4所述的圖象信號處理裝置，其特征在于所述第二電壓的電壓值比所述第一電壓的電壓值低。
6.根據(jù)權利要求4所述的圖象信號處理裝置，其特征在于所述第二調節(jié)電路在所述固體攝象元件停止工作期間的至少一部分時間內，停止輸出所述第二電壓。
7.根據(jù)權利要求1所述的圖象信號處理裝置，其特征在于所述信號處理電路包含對由所述固體攝象元件輸出的圖象信號實施給定的模擬信號處理的模擬處理部；和在用所述模擬處理部實施了處理后，引入被變換為數(shù)字信號的圖象信號來實施給定的數(shù)字信號處理的數(shù)字處理部；所述模擬處理部引入所述電源電壓而進行工作；所述數(shù)字處理部接收所述第一電壓而進行工作。
全文摘要
一種圖象信號處理裝置，在信號處理電路(9)的前段配置第一調節(jié)電路(22)。第一調節(jié)電路(22)引入由外部調節(jié)電路(2)輸入的調整電壓V
文檔編號H04N5/225GK1400810SQ0214133
公開日2003年3月5日 申請日期2002年7月5日 優(yōu)先權日2001年8月1日
發(fā)明者渡邊透, 谷本孝司, 高橋達也 申請人:三洋電機株式會社