JP4508452B2 - 撮像素子用集積回路 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像装置の駆動又は撮像装置により得られた映像信号の信号処理に用いられる撮像素子用集積回路に関し、特にその消費電力の低減に関する。
【０００２】
【従来の技術】
各種の携帯機器を小型化するために、それに搭載されるバッテリもより小型のものが採用される。そして、容量の小さい小型バッテリで十分な時間、動作可能なように、低消費電力化が図られている。デジタルスチルカメラやビデオカメラにおいても同様に、低消費電力、小型化が求められている。また、近年においては通信容量の拡大と共に、携帯電話、携帯端末が画像を取り扱うことが可能となっており、これらの機器に撮像機能を搭載したいという要望がある。これら携帯電話等は一層小型であり、それに伴い一層の消費電力の低減が必要となる。
【０００３】
従来は、撮像機能を有する機器の消費電力を低減するために、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサの駆動電圧や、イメージセンサの出力信号を処理するアナログ信号処理回路の駆動電圧の低減が図られ、またスタンバイ機能が採用されている。ちなみにスタンバイ機能では、メインの電源スイッチがオン状態であっても、撮像が行われていない期間は、撮像用の主要な回路の駆動が停止され待機状態とされる。例えばデジタルスチルカメラでは基本的に撮像は間欠的に行われ、撮像のインターバル期間が長いので、スタンバイ機能により大きな消費電力低減効果が得られる。また、特に、アナログ信号処理回路は、デジタル信号処理回路と異なり、動作時には定常的な電流を必要とし、消費電力が大きいので、スタンバイ機能が有効である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
低消費電力化のために、上述のように従来よりいくつかの方策が取られているが、一層の低消費電力化が技術的課題となっている。
【０００５】
本発明はこの課題を解決するためになされたものであり、スタンバイ時間を拡大することにより低消費電力を実現する撮像素子用集積回路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】
本発明に係る撮像素子用集積回路は、撮像装置に接続され、この撮像素子の水平走査及び垂直走査の少なくとも一方に同期して動作する集積回路であって、前記撮像素子への駆動信号の供給及び前記撮像素子からの出力信号に対する処理の少なくとも一方を行う回路ブロックと、前記回路ブロックの出力を選択的に遮断するスイッチと、前記撮像素子の水平走査のブランキング期間及び垂直走査のブランキング期間の少なくとも一方にて、前記回路ブロックの動作を休止状態とすると共に、前記スイッチを遮断する制御部と、を備え、前記撮像素子の水平走査のブランキング期間及び垂直走査のブランキング期間の少なくとも一方の期間中は、前記スイッチを介して取り出される前記回路ブロックの出力の状態が所定の容量で保持されるものである。
【０００７】
回路ブロックの端子には、接地電位等の基準電位との間にコンデンサが設けられる。このコンデンサは、回路ブロックの動作時に端子に現れる直流オフセット電位の変動を吸収し、当該電位を安定させるためのものである。このコンデンサは、回路ブロックの動作時には定常状態にあり、その端子の電位を所定レベルに維持している。しかし、回路ブロックの動作が停止されたときには、従来は、回路ブロックを介した電荷の流出入により、コンデンサに蓄積された電荷量が変動し、一般にはコンデンサの両端電圧は定常状態の電位から変動する。そのため、次に回路ブロックの駆動を開始しても、その端子の電位が通常動作に必要な電位にチャージされるまでに比較的長い時間を要していた。さて、撮像装置の垂直ブランキング期間又は水平ブランキング期間においては、基本的に撮像装置に駆動パルスを供給する必要はなく、また信号電荷の読み出しも行われない。本発明によれば、垂直ブランキング期間又は水平ブランキング期間内において、撮像装置への駆動信号を生成する回路ブロック又は撮像装置からの出力信号の処理を行う回路ブロックをスタンバイ状態として、その電力消費を抑制する。ここで、垂直ブランキング期間や水平ブランキング期間は比較的短い時間であるので、消費電力低減の効果を十分に得るためには、回路ブロックのスタンバイ状態から通常動作状態への復帰の高速化を図り、長いスタンバイ状態を可能とする必要がある。本発明では、回路ブロックに対する前記コンデンサの断続を切り替えるスイッチを設け、回路ブロックをスタンバイ状態とする際には、スイッチをオフしてコンデンサを回路ブロックから切り離し、復帰する場合にスイッチをオンして、再びコンデンサを回路ブロックに接続する。これにより、スタンバイ状態中でのコンデンサに蓄積された電荷量の変化が抑制されるので、スイッチをオンすると、回路ブロックの端子は通常動作に必要な電位に速やかに戻り、復帰の高速化が実現される。
【０００８】
他の本発明に係る撮像素子用集積回路は、前記制御部が、前記垂直ブランキング期間又は前記水平ブランキング期間内にて、前記スイッチを遮断した後に前記回路ブロックを前記休止状態に切り替えるものである。
【０００９】
本発明によれば、回路ブロックのスタンバイ状態開始時には、コンデンサはすでに回路ブロックから切り離されている。よって、スタンバイ状態開始時における回路ブロックを介したコンデンサの蓄積電荷量の変化が確実に防止される。
【００１０】
さらに他の本発明に係る撮像素子用集積回路は、前記制御部が、前記垂直ブランキング期間又は前記水平ブランキング期間内にて、前記回路ブロックの駆動を再開させた後に前記スイッチを導通状態に切り替えるものである。
【００１１】
本発明によれば、コンデンサを回路ブロックに接続したときには、回路ブロックはすでに駆動を再開している。よって、駆動再開時における回路ブロックを介したコンデンサの蓄積電荷量の変化が確実に防止される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１３】
図１は、本発明の実施形態である撮像素子用集積回路の概略の回路図であり、制御部により制御される回路ブロックを含んでいる。ここではこの回路ブロックが、信号処理回路である例を説明する。図には、回路ブロック２、コンデンサ４、スイッチ６、制御部８、及びＣＣＤイメージセンサ１０が示されている。
【００１４】
回路ブロック２である信号処理回路は、ＣＣＤイメージセンサ１０からの出力信号を入力され、所定のアナログ信号処理を行い、生成した映像信号を後段の信号処理回路ブロックへ出力する。コンデンサ４は、回路ブロック２の出力端子とアースとの間に接続される。コンデンサ４は比較的大きな容量を有し、出力端子の直流オフセット電位の変動を吸収し安定させる機能を有する。スイッチ６は、例えばＭＯＳトランジスタスイッチであり、回路ブロック２の出力端子とコンデンサ４との間に接続される。制御部８は、回路ブロック２の駆動のオン／オフを制御すると共に、スイッチ６のオン／オフを制御する。
【００１５】
図２は、本実施形態の回路における消費電力低減動作を説明するためのタイミング図である。同図（ａ）はＣＣＤ出力信号、同図（ｂ）は制御部８のスイッチ６に対する制御信号、同図（ｃ）は制御部８の回路ブロック２に対する制御信号を表している。同図（ａ）のＣＣＤ出力信号には水平走査期間内の出力信号２０と水平ブランキング期間Ｈ−ＢＬＫが示されている。
【００１６】
制御部８からのスイッチ６に対する制御信号は、Ｈ−ＢＬＫに入った後、ＨレベルからＬレベルへ遷移し、これによりスイッチ６はオン状態からオフ状態へ切り替わって、回路ブロック２からの映像信号出力が遮断される。制御部８から回路ブロック２に対する制御信号は、スイッチ６がオフ状態へ切り替わった後、ＨレベルからＬレベルへ遷移し、これにより回路ブロック２は駆動状態から休止状態へ遷移し、本撮像素子用集積回路はスタンバイ状態となる。
【００１７】
このように、回路ブロック２の停止に先立って、スイッチ６をオフすることにより、コンデンサ４が回路ブロック２の停止の影響を受けることを回避することができる。すなわち、回路ブロック２の動作時において定常状態にあったコンデンサ４の蓄積電荷が回路ブロック２を介して放電されたり、又は逆に回路ブロック２を介して電荷が流入して定常状態以上に充電されることが回避され、コンデンサ４は基本的に回路ブロック２の動作時における定常状態での蓄積電荷量を保持する。
【００１８】
次に、回路ブロック２は次の水平走査線に対応する出力信号２０に対して信号処理を行わなければならないので、スタンバイ状態はＨ−ＢＬＫが終了する前に解除される。すなわち、Ｈ−ＢＬＫ内に回路ブロック２の駆動再開と、スイッチ６のオンによる回路ブロック２と後段との接続とが完了される。ここで、制御部８は、まず回路ブロック２に対する制御信号をＬレベルからＨレベルへ遷移させて、回路ブロック２を休止状態から駆動状態へ切り替える。回路ブロック２の駆動状態が基本的に安定する所定時間経過した後、制御部８はスイッチ６に対する制御信号をＬレベルからＨレベルへ遷移させて、スイッチ６をオフからオンへ切り替える。
【００１９】
このように、スイッチ６のオンに先立って、回路ブロック２の駆動を再開することにより、回路ブロック２が停止状態にあることの影響、または回路ブロック２の駆動再開時の過渡的な状態の影響をコンデンサ４が受けずに済む。すなわち、もしスイッチ６をオンしたときに回路ブロック２がまだ停止状態や過渡的状態であると、コンデンサ４の蓄積電荷が回路ブロック２を介して放電されたり、又は逆に回路ブロック２を介して電荷が流入して定常状態以上に充電されることが起こり得るが、このような事態を回避することができる。このようなスタンバイ状態の解除により、コンデンサ４はスタンバイ状態での蓄積電荷量を基本的にそのまま保持することができる。
【００２０】
スタンバイ状態でのコンデンサ４の蓄積電荷量は、リーク等による変化を除けば基本的に回路ブロック２の停止前の定常状態での蓄積電荷量に相当する。すなわち、コンデンサ４の蓄積電荷量のスタンバイ状態の開始前と終了後とでの変動が抑制されることにより、スタンバイ状態から通常動作への復帰が速やかに行われる。通常動作への復帰時間が短縮される分、Ｈ−ＢＬＫにおけるスタンバイ状態の期間を拡大して消費電力の低減量を向上させることができる。
【００２１】
以上、Ｈ−ＢＬＫにおいてスタンバイ状態とする動作を説明したが、本撮像素子用集積回路を用いて、垂直ブランキング期間Ｖ−ＢＬＫにおけるスタンバイ動作を行い、その期間の消費電力を削減することもできる。その場合に、制御部８は、回路ブロック２及びスイッチ６のスタンバイ開始時及び終了時のタイミング制御を上記Ｈ−ＢＬＫに対する制御と同様に行うことができる。
【００２２】
また、ここでは回路ブロック２はＣＣＤ出力信号に対する信号処理回路である場合を説明したが、図３に示すように、ＣＣＤイメージセンサ１０への駆動信号を供給するための駆動回路２ａとした場合も同様である。すなわち、駆動回路２ａにおいても図２に示す場合と同様にＨ−ＢＬＫ又はＶ−ＢＬＫでのスタンバイ動作が可能となり、消費電力を低減することができる。
【００２３】
また、回路ブロックの入力端に電位安定化用のコンデンサが設けられる場合には、スイッチを入力端とコンデンサとの間に配置して、同様にＨ−ＢＬＫ又はＶ−ＢＬＫでのスタンバイ動作を行い消費電力を低減することができる。
【００２４】
なお、上述の構成では、スイッチ６が回路ブロック２とは別に設けられていた。しかし、回路ブロック内に、コンデンサ４につながる端子を高インピーダンス化する構成、例えば、制御部８の制御に応じて出力端子を断続するトランジスタスイッチを含んでいてもよい。
【００２５】
【発明の効果】
本発明の撮像素子用集積回路によれば、スタンバイ状態から通常動作状態への復帰が高速化され、垂直ブランキング期間や水平ブランキング期間といった短い期間においても回路をスタンバイ状態とすることができ、消費電力の一層の低減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態である撮像素子用集積回路の概略の回路図である。
【図２】 本実施形態の回路における消費電力低減動作を説明するためのタイミング図である。
【図３】 本発明の実施形態である他の撮像素子用集積回路の概略の回路図である。
【符号の説明】
２ 回路ブロック、４ コンデンサ、６ スイッチ、８ 制御部、１０ ＣＣＤイメージセンサ。

Claims (3)

1. 撮像装置に接続され、この撮像素子の水平走査及び垂直走査の少なくとも一方に同期して動作する集積回路であって、
   前記撮像素子への駆動信号の供給及び前記撮像素子からの出力信号に対する処理の少なくとも一方を行う回路ブロックと、
   コンデンサに接続され、前記回路ブロックの出力を選択的に遮断するスイッチと、
   前記撮像素子の水平走査のブランキング期間及び垂直走査のブランキング期間の少なくとも一方にて、前記回路ブロックの動作を休止状態とすると共に、前記スイッチを遮断する制御部と、を備え、
   前記撮像素子の水平走査のブランキング期間及び垂直走査のブランキング期間の少なくとも一方の期間中は、前記スイッチを介して取り出される前記回路ブロックの出力の状態が前記コンデンサにより所定の容量で保持されて前記スイッチが遮断されることを特徴とする撮像素子用集積回路。
2. 請求項１記載の撮像素子用集積回路において、
   前記制御部は、前記垂直ブランキング期間又は前記水平ブランキング期間内にて、前記スイッチを遮断した後に前記回路ブロックを前記休止状態に切り替えることを特徴とする撮像素子用集積回路。
3. 請求項１記載の撮像素子用集積回路において、
   前記制御部は、前記垂直ブランキング期間又は前記水平ブランキング期間内にて、前記回路ブロックの駆動を再開させた後に前記スイッチを導通状態とすることを特徴とする撮像素子用集積回路。

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