[go: up one dir, main page]

JP2798693B2 - Solid-state imaging device - Google Patents

Solid-state imaging device

Info

Publication number
JP2798693B2
JP2798693B2 JP1065512A JP6551289A JP2798693B2 JP 2798693 B2 JP2798693 B2 JP 2798693B2 JP 1065512 A JP1065512 A JP 1065512A JP 6551289 A JP6551289 A JP 6551289A JP 2798693 B2 JP2798693 B2 JP 2798693B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
level
circuit
video signal
signal
video information
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP1065512A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH02244882A (en
Inventor
良仁 東堤
一男 石本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP1065512A priority Critical patent/JP2798693B2/en
Publication of JPH02244882A publication Critical patent/JPH02244882A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2798693B2 publication Critical patent/JP2798693B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Picture Signal Circuits (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 本発明は、受光した映像からデジタル化された映像信
号を得るデジタルカメラの如き固体撮像装置に関する。
The present invention relates to a solid-state imaging device such as a digital camera that obtains a digitized video signal from a received video.

(ロ)従来の技術 固体撮像装置に搭載されるCCD固体撮像素子に於いて
は、CCDの水平レジスタから一画素毎に転送出力される
映像情報がコンデンサに蓄積されて電圧値に変換され、
映像情報レベルとプリチャージレベルとを交互に繰り返
す映像信号が得られる。即ち、映像情報として電子を蓄
積する場合、水平レジスタの出力部に設けたコンデンサ
を水平レジスタの駆動クロックに同期して予め所定のレ
ベルにまでプリチャージし、このコンデンサを映像情報
に応じて放電させることによりコンデンサの両端に映像
情報に応じた電圧が得られるように構成されている。
(B) Conventional technology In a CCD solid-state imaging device mounted on a solid-state imaging device, video information transferred and output for each pixel from a horizontal register of the CCD is accumulated in a capacitor and converted into a voltage value.
A video signal is obtained in which the video information level and the precharge level are alternately repeated. That is, when electrons are stored as video information, a capacitor provided at the output of the horizontal register is precharged to a predetermined level in advance in synchronization with the driving clock of the horizontal register, and the capacitor is discharged in accordance with the video information. Thus, a voltage corresponding to the video information can be obtained at both ends of the capacitor.

ところが、上述の如きプリチャージ動作の際、プリチ
ャージパルスに混入する雑音や、電源自体の雑音等に依
って基準プリチャージレベルが変動し、映像情報レベル
が変動する場合があるため、それらの雑音を除去する必
要が生ずる。
However, during the precharge operation as described above, the reference precharge level fluctuates due to noise mixed in the precharge pulse, noise of the power supply itself, and the like, and the video information level may fluctuate. Need to be removed.

このプリチャージ動作時の雑音の除去方法は、例えば
特公昭62−55349号公報に開示されている。
A method of removing noise during the precharge operation is disclosed in Japanese Patent Publication No. Sho 62-55349, for example.

第6図は、プリチャージ動作時の雑音を除去する手段
を備えた固体撮像装置の構成を示すブロック図であり、
第7図はその動作を示すタイミング図である。CCD
(1)は、光電変換によって発生する光電荷を映像情報
として受光部に一定期間蓄積し、この映像情報を垂直方
向に転送して水平レジスタに導入して一水平ライン毎に
出力するもので、水平レジスタの出力端には、映像情報
である電荷の量を電圧値に変換するコンデンサ及びこの
コンデンサをプリチャージするためのスイッチングトラ
ンジスタからなる出力部が設けられている。この出力部
ではプリチャージ期間TPでコンデンサが基準レベルE0
でプリチャージされ、放電期間TDで映像情報がコンデン
サに取り込まれることでコンデンサが放電されることに
なり、コンデンサの電位が映像情報レベルEとなる。従
って、CCD(1)は第7図の如き映像信号X(t)を出
力する。
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a solid-state imaging device including means for removing noise during a precharge operation;
FIG. 7 is a timing chart showing the operation. CCD
(1) Photoelectric charges generated by photoelectric conversion are accumulated as image information in a light receiving section for a certain period of time, this image information is transferred in the vertical direction, introduced into a horizontal register, and output for each horizontal line. At the output end of the horizontal register, there is provided an output section including a capacitor for converting the amount of electric charge as video information into a voltage value and a switching transistor for precharging the capacitor. In the output unit capacitor is precharged to the reference level E 0 in the precharge period T P, the video information in the discharge period T D becomes that capacitor to be incorporated in the capacitor is discharged, the image information is the potential of the capacitor Level E is reached. Accordingly, the CCD (1) outputs a video signal X (t) as shown in FIG.

映像信号X(t)は、サンプルホールド回路(2)に
入力され、映像信号X(t)と同一周期でパルス幅が周
期TPのサンプリングパルスSP1で映像信号レベルEがサ
ンプルホールドされる。そして、そのホールド出力Y
0(t)が差動アンプ(3)の反転入力に供給される。
Video signal X (t) is input to the sample-and-hold circuit (2), the pulse width at the same period as the video signal X (t) is the video signal level E is sampled and held by the sampling pulse SP 1 cycle T P. And its hold output Y
0 (t) is supplied to the inverting input of the differential amplifier (3).

また、映像信号X(t)は、サンプルホールド回路
(4)に入力され、サンプリングパルスSP1と同一で位
相が期間TDだけずれたサンプリングパルスSP2で基準レ
ベルE0がサンプルホールドされる。そして、そのホール
ド出力Y1(t)は、さらにサンプルホールド回路(5)
に供給されてサンプリングパルスSP1でサンプルホール
ドされ、そのホールド出力Y2(t)が差動アンプ(3)
の非反転入力に供給される。
The video signal X (t) is input to the sample-and-hold circuit (4), the reference level E 0 at the sampling pulse SP 2 which sampling pulses SP 1 identical to the phase shifted by the period T D is sampled and held. Then, the hold output Y 1 (t) is further supplied to the sample hold circuit (5).
And supplied to it is sampled and held by the sampling pulse SP 1, the hold output Y 2 (t) is a differential amplifier (3)
Is supplied to the non-inverting input of.

ここで、各ホールド出力Y0(t),Y1(t)及びY
2(t)に現われるパルスイ,ロ及びハは、サンプリン
グ信号SP1,SP2に起因して各サンプルホールド回路
(2)(4)及び(5)でホールド値に重畳する誤差電
圧分であり、各パルスイ,ロ及びハは夫々同一のパルス
幅及び波高値を有している。
Here, each of the hold outputs Y 0 (t), Y 1 (t) and Y
2 The pulses a, b and c appearing in (t) are error voltage components superimposed on the hold values in each of the sample and hold circuits (2), (4) and (5) due to the sampling signals SP 1 and SP 2 . Each of the pulses A, B and C has the same pulse width and peak value, respectively.

サンプルホールド回路(2)のホールド出力Y0(t)
は、放電期間TDのサンプル値であるため、本来の映像信
号成分と雑音成分との和となっている一方、サンプルホ
ールド回路(4)のホールド出力Y1(t)はプリチャー
ジ期間TPのサンプル値であるため雑音成分のみとなって
いることから、両者の差をとれば雑音成分を除去するこ
とができる。そこで、両ホールド出力Y0(t)及びY
1(t)の位相を同期させてパルスイ及びロのタイミン
グを一致させるために、ホールド出力Y1(t)をサンプ
ルホールド回路(5)でサンプリングパルスSP1に依っ
てサンプルホールドしている。従って、差動アンプ
(3)の出力Z(t)は、サンプリングパルスSP1,SP2
に依る誤差成分及び雑音成分が除去されたものが得られ
る。
Hold output Y 0 (t) of sample hold circuit (2)
Is the sum of the original video signal component and the noise component because it is the sampled value of the discharge period T D , while the hold output Y 1 (t) of the sample and hold circuit (4) is the pre-charge period T P Since the sample value is only the noise component, the noise component can be removed by taking the difference between the two. Therefore, both hold outputs Y 0 (t) and Y
To synchronize the phase of the 1 (t) matches timing of Parusui and furnace, and a sample-hold depending on the sampling pulse SP 1 hold output Y 1 (t) of the sample and hold circuit (5). Therefore, the output Z (t) of the differential amplifier (3) is equal to the sampling pulses SP 1 and SP 2
Are obtained from which the error component and the noise component due to are removed.

そして、この出力Z(t)は信号処理回路(6)でガ
ンマ補正、ゲイン調整等の処理が施された後に、A/D変
換回路(7)でデジタル信号Dに変換されて外部機器に
出力される。
The output Z (t) is subjected to processing such as gamma correction and gain adjustment by a signal processing circuit (6), and then converted to a digital signal D by an A / D conversion circuit (7) and output to an external device. Is done.

(ハ)発明が解決しようとする課題 上述の如き固体撮像装置に於いては、プリチャージレ
ベルと映像情報レベルとを交互に繰り返す映像信号から
映像情報レベルのみを取り出してビデオ信号を作成し、
このビデオ信号をデジタルデータに変換するように構成
されており、画像信号に対して複雑な信号処理が施され
ている。このため、信号処理部分の回路構成が複雑とな
り、これらをアナログスイッチやコンデンサ等を用いて
プリント基盤上に構成することは、小型化に不利である
と共に、装置のコスト高を招くことになる。
(C) Problems to be Solved by the Invention In the solid-state imaging device as described above, a video signal is created by extracting only a video information level from a video signal in which a precharge level and a video information level are alternately repeated,
The video signal is configured to be converted into digital data, and complicated signal processing is performed on the image signal. For this reason, the circuit configuration of the signal processing portion becomes complicated, and configuring them on a printed board using analog switches, capacitors, and the like is disadvantageous for miniaturization and increases the cost of the device.

そこで本発明は、信号処理部分の性能を損なうことな
く回路構成を簡略化し、安価で高性能の固体撮像装置を
提供することを目的とするものである。
Therefore, an object of the present invention is to provide an inexpensive, high-performance solid-state imaging device with a simplified circuit configuration without impairing the performance of a signal processing portion.

(ニ)課題を解決するための手段 本発明は上述の課題を解決するためのもので、光電変
換により光受部に発生する光電荷が映像情報として垂直
方向に転送されて水平レジスタに導入されると共に水平
ライン毎に水平方向に転送され、映像情報レベルと基準
レベルとを交互に繰り返す映像信号を得る固体撮像素
子、上記水平レジスタの駆動クロックに同期して上記映
像信号の基準レベルを第1のレベルに固定せしめる第1
のクランプ回路、上記映像信号の黒レベルを示す特定の
期間映像情報レベルを第2のレベルに固定せしめる第2
のクランプ回路、基準レベルと特定期間の映像情報レベ
ルとが夫々所定レベルに固定された上記映像信号を上記
水平レジスタの駆動クロックに同期してデジタル信号に
変換するアナログ・デジタル変換回路、を備え、上記固
体撮像素子で受光した映像からデジタル化された映像信
号を得ることを特徴とするものである。
(D) Means for Solving the Problems The present invention is for solving the above-mentioned problems, and the photoelectric charge generated in the light receiving portion by photoelectric conversion is transferred in the vertical direction as video information and introduced into the horizontal register. A solid-state imaging device for obtaining a video signal which is transferred in a horizontal direction for each horizontal line and alternately repeats a video information level and a reference level. The reference level of the video signal is set to a first level in synchronization with a drive clock of the horizontal register. The first to fix to the level of
Clamp circuit for fixing the video information level to the second level for a specific period indicating the black level of the video signal.
An analog-to-digital conversion circuit that converts the video signal, in which the reference level and the video information level in a specific period are fixed at predetermined levels, to a digital signal in synchronization with a driving clock of the horizontal register, A digitized video signal is obtained from the video received by the solid-state imaging device.

(ホ)作 用 本発明に依れば、固体撮像素子から得られる基準レベ
ルと映像信号レベルとを交互に繰り返す映像信号に対し
て、第1のクランプ回路で基準レベルを固定し、第2の
クランプ回路で黒レベルを表わす映像信号レベルを固定
した後に、この映像信号をデジタル信号に変換するよう
に構成したことで、映像信号の処理が簡単になり構成が
簡略化される。
(E) Operation According to the present invention, the reference level is fixed by the first clamp circuit for the video signal obtained by alternately repeating the reference level and the video signal level obtained from the solid-state imaging device. After the video signal level representing the black level is fixed by the clamp circuit, the video signal is converted into a digital signal, so that the processing of the video signal is simplified and the configuration is simplified.

また、アナログ・デジタル変換回路の参照電圧を映像
信号の黒レベルと最大レベルとの間に設定することで、
アナログ・デジタル変換回路での映像信号の変換範囲を
有効に利用できると共に、映像信号のゲイン調整を自動
的に行うことができる。
Also, by setting the reference voltage of the analog / digital conversion circuit between the black level and the maximum level of the video signal,
The conversion range of the video signal in the analog-to-digital conversion circuit can be effectively used, and the gain of the video signal can be automatically adjusted.

(ヘ)実施例 本発明の実施例を図面に従って説明する。(F) Example An example of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は本発明固体撮像装置の構成を示すブロック図
であり、第2図はその動作を示すタイミング図である。
CCD(11)は、第6図と同様にプリチャージ期間TPで基
準レベルE0、放電期間TDで映像情報レベルEとなる映像
信号X(t)を出力し、この映像信号X(t)が第1ク
ランプ回路(12)に供給される。第1クランプ回路(1
2)には、映像信号X(t)に同期し、プリチャージ期
間TPのパルス幅を有するクロックCKがクランプパルスと
して入力され、プリチャージ期間TPの基準レベルE0が一
定のレベルE1に固定される。この第1クランプ回路(1
2)に於けるクランプでは映像信号X(t)が基準レベ
ルE0と映像情報レベルEとの差で映像情報を表わすこと
から基準レベルE0がレベルEAにクランプされると映像情
報レベルEもE0−EA分だけ変動せしめられ、基準レベル
E0と映像情報レベルEとの差がクランプの前後で等しく
なるように構成されている。従って、第1クランプ回路
(12)のクランプ出力Y(t)は、CCD(11)の出力部
に於ける基準レベルE0の変動が補正され、且つ基準レベ
ルE0と映像情報レベルEとの差がクランプ前の値に保持
されたものとなる。そして、クランプ出力Y(t)が反
転アンプ(13)に供給され、反転出力Y′(t)が第2
クランプ回路(14)に供給される。第2クランプ回路
(14)には、OPB期間に「1」となる信号OBと反転クロ
ックCKとが供給され、これらからクランプパルスCLが作
成され、OPB期間の映像情報レベルが一定レベルVBに固
定される。このOPB期間とは、映像情報の黒レベルを設
定するもので、一般にはCCD(11)の受光部端部に設け
られた遮光領域から転送出力される映像情報に依って得
られる。従って映像信号X(t)は、水平ライン単位で
映像情報が連続し、各水平ライン間、即ち平素捜査線の
帰線期間の両端にOPB期間を有している。そして、第2
クランプ回路(14)のクランプ出力Z(t)は、A/D変
換回路(15)に供給され、デジタル信号D1に変換され
る。このA/D変換回路(15)には、反転クロックCKが供
給され、クロックCKの立上りタイミングで出力Z(t)
がA/D変換回路(15)に取り込まれる。また、A/D変換回
路(15)の低電圧側のリファレンス電圧VLには第2クラ
ンプ回路(14)のクランプレベルEBが与えられ、高電圧
側のリファレンス電圧VHには、一画面分の信号Z(t)
の映像情報レベルの最大レベルが与えられる。この最大
レベルは、ピークホールド回路(16)に依って信号Z
(t)の最大レベルをホールドすることで得ている。従
って、A/D変換回路(15)のリファレンス電圧が信号Z
(t)の黒レベルから最高レベルまでの間に設定され、
A/D変換回路(15)でのアナログ信号の変換範囲を十分
に利用できることになり、A/D変換回路(15)の分解能
が高くなる。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the solid-state imaging device of the present invention, and FIG. 2 is a timing chart showing the operation thereof.
CCD (11) is Figure 6 as well as the reference level E 0 in the precharge period T P, discharge period T and outputs a video signal X (t) as the video information level E at D, the video signal X (t ) Is supplied to the first clamp circuit (12). The first clamp circuit (1
The 2), synchronized with the video signal X (t), the clock CK having a pulse width of the precharge period T P is input as a clamping pulse, a reference level E 0 is a constant level precharge period T P E 1 Fixed to This first clamp circuit (1
In at clamp 2) is clamped to the video signal X (t) is the reference level E 0 and the reference level E 0 is the level E A since it represents the video information by the difference between the video information level E when the video information level E Is also varied by E 0 −E A , and the reference level
The difference between E 0 and the video information level E is configured to be equal before and after the clamp. Thus, clamp output Y of the first clamp circuit (12) (t) is, CCD (11) variations in at the reference level E 0 in the output portion of the correction, and the reference level E 0 and the video information level E The difference is kept at the value before clamping. Then, the clamp output Y (t) is supplied to the inverting amplifier (13), and the inverted output Y '(t) is
It is supplied to the clamp circuit (14). The second clamp circuit (14), "1" and the signal OB and the inverted clock CK is supplied to the OPB period, these clamp pulse CL is produced from the video information level OPB period is a predetermined level V B Fixed. The OPB period is for setting a black level of video information, and is generally obtained based on video information transferred and output from a light shielding area provided at an end of a light receiving section of the CCD (11). Therefore, the video signal X (t) has video information continuous in units of horizontal lines, and has an OPB period between each horizontal line, that is, at both ends of a retrace period of the plain search line. And the second
Clamp output Z of the clamping circuit (14) (t) is supplied to the A / D converter (15) is converted into a digital signal D 1. The A / D conversion circuit (15) is supplied with the inverted clock CK, and outputs the output Z (t) at the rising timing of the clock CK.
Is taken into the A / D conversion circuit (15). Also, the reference voltage V L of the low voltage side of the A / D converter (15) is given clamp level E B of the second clamp circuit (14), the reference voltage V H of the high-voltage side, one screen Minute signal Z (t)
The maximum level of the video information level is given. This maximum level is determined by the signal Z
It is obtained by holding the maximum level of (t). Therefore, the reference voltage of the A / D conversion circuit (15) is
(T) is set between the black level and the highest level,
The conversion range of the analog signal in the A / D conversion circuit (15) can be fully utilized, and the resolution of the A / D conversion circuit (15) increases.

そして、A/D変換回路(15)の出力するデジタル信号D
1は信号処理回路(17)でガンマ補正等の処理が施さ
れ、その出力デジタル信号D2が外部機器に出力される。
この信号処理回路(17)に於けるデジタル信号D1のガン
マ補正については、本願出願人が特願昭62−263009号に
提案の「デジタル補正回路」を採用できる。
Then, the digital signal D output from the A / D conversion circuit (15)
1 processing such as gamma correction by the signal processing circuit (17) is applied, the output digital signal D 2 is outputted to the external device.
This signal processing circuit (17) to the gamma correction in the digital signal D 1 is present applicant can be adopted "digital correction circuit" of the proposed in Japanese Patent Application Sho 62-263009.

次に各部の構成について説明する。 Next, the configuration of each unit will be described.

第3図は各ブロックの回路図であり、(a)は第1ク
ランプ回路(12)、(b)は第2クランプ回路(14)、
(c)はピークホールド回路(16)を夫々示している。
FIG. 3 is a circuit diagram of each block, (a) is a first clamp circuit (12), (b) is a second clamp circuit (14),
(C) shows each of the peak hold circuits (16).

第1クランプ回路(12)は、2つのコンデンサ(21)
(22)及びスイッチ(23)からなり、入力される信号X
(t)がコンデンサ(21)を介して信号Y(t)として
出力される。このコンデンサ(21)の出力側は、スイッ
チ(23)及びコンデンサ(22)を介して接地され、スイ
ッチ(23)がクロックCKに従ってオンしたときに、コン
デンサ(21)の出力側がコンデンサ(22)の電位に固定
されるように構成されている。スイッチ(23)とコンデ
ンサ(22)との間には抵抗(24)に依って電源電圧が分
割された電位が供給され、この電位に依ってクランプ電
位EAが設定される。従って、クロックCKが「1」となる
とスイッチ(23)がオンしてコンデンサ(21)の出力側
が電位EAに設定され、クロックCKが「0」となってスイ
ッチ(23)がオフすると信号X(t)の変動分がコンデ
ンサ(21)の出力側の電位変動に現われる。
The first clamp circuit (12) is composed of two capacitors (21)
(22) and switch (23), and the input signal X
(T) is output as a signal Y (t) via the capacitor (21). The output side of this capacitor (21) is grounded via a switch (23) and a capacitor (22), and when the switch (23) is turned on according to the clock CK, the output side of the capacitor (21) is connected to the capacitor (22). It is configured to be fixed to a potential. Between the switch (23) and a capacitor (22) resistor is supplied a potential power supply voltage is divided by a (24), the clamp potential E A is set depending on the potential. Thus, the clock CK is output "1" when it comes to the capacitor switch (23) is turned on (21) is set to the potential E A, signal X when the clock CK is switched (23) becomes "0" is turned off The variation of (t) appears in the potential variation on the output side of the capacitor (21).

また、第2のクランプ回路(14)は、第1のクランプ
回路(12)と同一構成であり、2つのコンデンサ(25)
(26)及びスイッチ(27)で構成されている。スイッチ
(27)のオン・オフを制御するクランプパルスCLは、OP
B期間に「1」となる信号OBと反転クロックCKとの論理
和(28)に依って与えられ、信号Y′(t)のOPB期間
で黒レベルがクランプ電位EBに固定される。このクラン
プ電位EBは、第1クランプ回路(12)と同様に抵抗(2
9)に依って電源電圧が分割されて与えられるもので、
このクランプ電位EBがA/D変換回路(15)のリファレン
ス電圧VLとして出力される。従って、スイッチ(27)が
オンしている期間コンデンサ(25)の出力側がクランプ
電位EAに固定される。
The second clamp circuit (14) has the same configuration as the first clamp circuit (12), and includes two capacitors (25).
(26) and a switch (27). The clamp pulse CL that controls the on / off of the switch (27)
Given by a logical sum (28) of the B period and a signal OB "1" and the inverted clock CK, the signal Y 'black level OPB period (t) is fixed to the clamp potential E B. The clamp potential E B, similar to the first clamp circuit (12) resistance (2
The power supply voltage is divided according to 9) and given.
The clamp potential E B is outputted as the reference voltage V L of the A / D converter (15). Thus, the output side of the switch (27) period capacitor is on (25) is fixed to the clamp potential E A.

ピークホールド回路(16)は、2つのトランジスタ
(30)(31)、ダイオード(32)、抵抗(33)及びコン
デンサ(34)からなり、エミッタフォロワ型に接続され
たトランジスタ(30)に第2クランプ回路(14)のクラ
ンプ出力Z(t)を受け、順方向のダイオード(32)と
抵抗(33)とを並列に介してトランジスタ(30)のエミ
ッタがコンデンサ(34)に接続される。そして、コデン
サ(34)の電位をエミッタフォロワ型に接続されたトラ
ンジスタ(31)に依ってインピーダンス変換し、A/D変
換回路(15)のリファレンス電圧VHとして出力する。即
ち、コンデンサ(34)が信号Z(t)のレベルに応じて
チャージされ、抵抗(33)を高抵抗とすればコンデンサ
(34)が放電され難くなることから、コンデンサ(34)
の電位が信号Z(t)の最大レベルに一致する。従っ
て、信号Z(t)の最大レベルがホールドされることに
なり、このホールド値がA/D変換回路(15)のリファレ
ンス電圧VHに与えられる。
The peak hold circuit (16) is composed of two transistors (30) and (31), a diode (32), a resistor (33) and a capacitor (34), and a second clamp is applied to the transistor (30) connected in an emitter follower type. Upon receiving the clamp output Z (t) of the circuit (14), the emitter of the transistor (30) is connected to the capacitor (34) via a forward diode (32) and a resistor (33) in parallel. The impedance conversion depending on Kodensa connected transistor potential of (34) to the emitter follower (31), and outputs a reference voltage V H of the A / D converter (15). That is, the capacitor (34) is charged according to the level of the signal Z (t), and if the resistor (33) is set to a high resistance, the capacitor (34) becomes difficult to discharge.
Is equal to the maximum level of the signal Z (t). Accordingly, in the maximum level of the signal Z (t) it is held, the held value is provided to the reference voltage V H of the A / D converter (15).

第4図は、A/D変換回路(15)の構成を示す回路図で
あり、第5図はその動作を示すタイミング図である。A/
D変換回路(15)は、複数比較回路(C1)(C2)…
(Cn)を備えており、各比較回路(C1)(C2)…(Cn)
の出力がデコーダ(40)でデコードされてデジタル信号
Dを得ている。各比較回路(C1)(C2)…(Cn)には、
信号Z(t)、比較電圧VR1〜VRn及びクロックCKが入力
されており、クロックCKの立下りタイミングで比較電圧
VR1〜VRnが比較回路(C1)(C2)…(Cn)に取り込ま
れ、クロックCKの立上りタイミングで信号Z(t)の電
位が取り込まれる。比較電圧VR1〜VRnは、リファレンス
電圧VLからVHまでの間を抵抗(R)で均等分割して得る
もので、比較電圧VR1〜VRnまで一定のステップ変化す
る。各比較回路(C1)(C2)…(Cn)は、夫々同一構成
であり、3つのスイッチ(51)(52)(53)、コデンサ
(54)、インバータ(55)及びフリップフロップ(56)
からなる。先ずクロックCKの立上りでスイッチ(52)及
び(53)がオンして比較電圧VR1〜VRnが取り込まれてコ
ンデンサ(54)がチャージされると共に、インバータ
(55)とスイッチ(53)とで比較電圧VR1〜VRnが記憶さ
れ、次に反転クロックCKの立上り、即ちクロックCKの立
下りでスイッチ(51)がオンすると共にスイッチ(52)
がオフして信号Z(t)が取り込まれてコンデンサ(5
4)がチャージされると同時にスイッチ(53)がオフさ
れる。このとき、インバータ(55)とスイッチ(53)と
に記憶された電圧よりコンデンサ(54)にチャージされ
た電位が高ければインバータ(55)の出力が「0」とな
り、逆に低ければ「1」となる。そして、クロックCKが
再び立上るタイミングでインバータ(55)の出力をフリ
ップフロップ(56)に取り込んでデコーダ(40)に出力
させる。ここで、インバータ(55)の出力は、インバー
タ(55)自体やコンデンサ(54)の遅延量に依り、クロ
ックCKに遅れた形となるため、フリップフロップ(56)
が出力する比較結果は信号Z(t)に立下りより少し早
いタイミング、即ち信号Z(t)の放電期間TDに終端部
で得られることになる。この信号Z(t)には、第5図
に破線で示す如くクランプ回路(12)(14)でのクラン
プノイズが重畳する場合があるが、クランプ回路(12)
(14)がコンデンサで構成されることから、クランプ回
路(12)(14)のスイッチの切換タイミングに発生する
クランプノイズは時間経過に従って減衰することになる
ため、放電期間TDの終端部ではクランプノイズの影響が
少なくなる。従って、クランプ回路(12)(14)で信号
Y(t),Z(t)に重畳したクランプノイズは、A/D変
換回路(15)で除去されることになる。
FIG. 4 is a circuit diagram showing the configuration of the A / D conversion circuit (15), and FIG. 5 is a timing chart showing the operation thereof. A /
The D conversion circuit (15) is a multiple comparison circuit (C 1 ) (C 2 ) ...
(C n ), and each comparison circuit (C 1 ) (C 2 ) ... (Cn)
Is decoded by a decoder (40) to obtain a digital signal D. Each of the comparison circuits (C 1 ) (C 2 ) ... (C n )
The signal Z (t), the comparison voltages V R1 to V Rn and the clock CK are input, and the comparison voltage is applied at the falling timing of the clock CK.
V R1 to V Rn are taken into the comparison circuits (C 1 ) (C 2 )... (Cn), and the potential of the signal Z (t) is taken in at the rising timing of the clock CK. The comparison voltages V R1 to V Rn are obtained by equally dividing the range from the reference voltages VL to V H by the resistance (R), and change in a constant step from the comparison voltages V R1 to V Rn . Each of the comparison circuits (C 1 ) (C 2 )... (Cn) has the same configuration, and includes three switches (51) (52) (53), a capacitor (54), an inverter (55), and a flip-flop (56). )
Consists of First, at the rising edge of the clock CK, the switches (52) and (53) are turned on, the comparison voltages V R1 to V Rn are taken in, the capacitor (54) is charged, and the inverter (55) and the switch (53) are connected. The comparison voltages V R1 to V Rn are stored, and then the switch (51) is turned on and the switch (52) at the rising of the inverted clock CK, that is, at the falling of the clock CK.
Is turned off, the signal Z (t) is taken in, and the capacitor (5
The switch (53) is turned off at the same time that 4) is charged. At this time, if the potential charged in the capacitor (54) is higher than the voltage stored in the inverter (55) and the switch (53), the output of the inverter (55) becomes "0"; Becomes Then, at the timing when the clock CK rises again, the output of the inverter (55) is taken into the flip-flop (56) and outputted to the decoder (40). Here, since the output of the inverter (55) is delayed from the clock CK depending on the delay amount of the inverter (55) itself and the capacitor (54), the flip-flop (56)
There comparison result output will be obtained at the end in the signal Z (t) a little earlier timing than the fall, i.e. the discharge period T D of the signal Z (t). The signal Z (t) may be superimposed with the clamp noise in the clamp circuits (12) and (14) as shown by the broken line in FIG.
Since (14) is a capacitor, for clamping noise generated in switching timing of the switching of the clamp circuit (12) (14) is made to decay as time elapses, the clamp at the end of the discharge period T D The effect of noise is reduced. Therefore, the clamp noise superimposed on the signals Y (t) and Z (t) by the clamp circuits (12) and (14) is removed by the A / D conversion circuit (15).

A/D変換回路(15)に於ける、アナログ信号の変換範
囲はリファレンス電圧VLからVHまでの間に設定されるこ
とから、信号Z(t)の黒レベルをリファレンス電圧VL
とし、信号Z(t)の最大レベルをリファレンス電圧VH
とすれば、A/D変換回路(15)を有効に動作させること
ができる。
In the A / D converter (15), since the conversion range of the analog signal is set between the reference voltage V L to V H, reference voltage the black level of the signal Z (t) V L
And the maximum level of the signal Z (t) is set to the reference voltage V H
Then, the A / D conversion circuit (15) can be operated effectively.

また、上述の如きピークホールド回路(16)で信号Z
(t)の最大レベルをホールドしてリファレンス電圧VH
に与えることで、A/D変換回路(15)に於いて信号Z
(t)のゲイン調整を自動的に行う(AGC処理)ことが
できる。即ち、信号Z(t)のレベルが小さくなるとリ
ファレンス電圧VHが小さくなり、リファレンス電圧VL
VHとの差が小さくなるために各比較回路(C1)(C2)…
(Cn)に与えられる比較電圧VR1〜VRnの変化のステップ
が小さくなって、信号Z(t)の小さな変化でデコーダ
(40)への入力が変化することになる。逆に信号Z
(t)のレベルが大きくなるとリファレンス電圧VLとVH
との差が大きくなり、比較電圧VR1〜VRnの変化のステッ
プが大きくなって、信号Z(t)の小さな変化ではデコ
ーダ(40)への入力が変化しなくなる。
Further, the signal Z is output by the peak hold circuit (16) as described above.
Hold the maximum level of (t) and set the reference voltage V H
To the signal Z in the A / D conversion circuit (15).
The gain adjustment of (t) can be automatically performed (AGC processing). That is, when the level of the signal Z (t) decreases, the reference voltage V H decreases, and the reference voltage V L
Each comparator circuit to the difference between V H decreases (C 1) (C 2) ...
The step of change of the comparison voltages V R1 to V Rn given to (Cn) becomes smaller, and the input to the decoder (40) changes with a small change of the signal Z (t). Conversely, signal Z
When the level of (t) increases, the reference voltages VL and VH
, The step of change of the comparison voltages V R1 to V Rn increases, and the input to the decoder (40) does not change with a small change of the signal Z (t).

さらに、A/D変換回路(15)のリファレンス電圧VH
特定のレベルに固定することに依って信号Z(t)に対
して白レベル調整(ホワイトクリップ)を施すこともで
きる。
It is also possible to white level adjustment (white clip) performed on the signal Z (t) depending on fixing the reference voltage V H of the A / D converter (15) to a particular level.

以上の構成に依れば、CCD(11)から得られる映像信
号X(t)に対して基準レベルや黒レベルの固定、さら
にはゲインの調整等をA/D変換回路(15)の特性に合わ
せて行うように構成されているため、信号処理回路を極
めて簡単な構成にすることが可能である。
According to the above configuration, the reference level and the black level are fixed to the video signal X (t) obtained from the CCD (11), and further, the adjustment of the gain and the like are applied to the characteristics of the A / D conversion circuit (15). Since the configuration is such that the signal processing is performed together, the signal processing circuit can have an extremely simple configuration.

(ト)発明の効果 本発明に依れば、コンデンサとスイッチとで構成でき
る極めて簡単なクランプ回路を用いて映像信号処理を行
うことから、信号処理部分の回路構成を性能を損なうこ
となく簡略化でき、安価で且つ高性能な撮像装置を提供
できる。
(G) Effects of the Invention According to the present invention, video signal processing is performed using an extremely simple clamp circuit that can be configured by a capacitor and a switch, so that the circuit configuration of the signal processing portion is simplified without impairing the performance. It is possible to provide an inexpensive and high-performance imaging device.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図乃至第5図は本発明に係り、第1図はブロック
図、第2図はタイミング図、第3図は各部の回路図、第
4図はA/D変換回路の回路図、第5図はA/D変換回路の動
作タイミング図である。第6図は従来の固体撮像装置の
ブロック図、第7図はタイミング図である。 (1)(11)……CCD、(2)(4)(5)……サンプ
ルホールド回路、(3)……差動アンプ、(6)(17)
……信号処理回路、(7)(15)……A/D変換回路、(1
2)(14)……クランプ回路、(16)ピークホールド回
路。
1 to 5 relate to the present invention, FIG. 1 is a block diagram, FIG. 2 is a timing diagram, FIG. 3 is a circuit diagram of each part, FIG. 4 is a circuit diagram of an A / D conversion circuit, FIG. FIG. 5 is an operation timing chart of the A / D conversion circuit. FIG. 6 is a block diagram of a conventional solid-state imaging device, and FIG. 7 is a timing chart. (1) (11) ... CCD, (2) (4) (5) ... sample hold circuit, (3) ... differential amplifier, (6) (17)
…… Signal processing circuit, (7) (15) …… A / D conversion circuit, (1
2) (14) ... Clamp circuit, (16) Peak hold circuit.

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H04N 5/30 - 5/335Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) H04N 5/30-5/335

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】光電変換により受光部に発生する光電荷が
映像情報として垂直方向に転送されて水平レジスタに導
入さると共に、水平ライン毎に水平方向に転送され、映
像情報レベルと基準レベルとを交互に繰り返す映像信号
を得る固体撮像素子、上記水平レジスタの転送動作に同
期して上記映像信号の基準レベルを第1のレベルに固定
せしめる第1のクランプ回路、 上記映像信号が黒レベルを示す特定の期間に、上記映像
信号の映像情報レベルを第2のレベルに固定せしめる第
2のクランプ回路、 少なくとも一画面毎に上記映像信号の映像情報レベルの
最大値をホールドするピークホールド回路、 参照電圧の低電位側が上記第2のクランプ回路で固定さ
れる上記映像信号の特定期間の映像情報レベルに対応し
て設定されると共に、参照電圧の高電位側が上記ピーク
ホールド回路のホールドレベルに対応して設定され、基
準レベルと特定期間の映像情報レベルとが夫々所定レベ
ルに固定された上記映像信号を上記第1のクランプ回路
によるクランプノイズの重畳する期間を除くタイミング
で取り込み、順次デジタル信号に変換するアナログ・デ
ジタル変換回路、 を備え、上記固体撮像素子で受光した映像からデジタル
化された映像信号を得ることを特徴とする固体撮像装
置。
An optical charge generated in a light receiving section by photoelectric conversion is vertically transferred as video information and introduced into a horizontal register, and is also transferred in a horizontal direction for each horizontal line, and a video information level and a reference level are determined. A solid-state imaging device that obtains a video signal that is alternately repeated; a first clamp circuit that fixes a reference level of the video signal to a first level in synchronization with a transfer operation of the horizontal register; A second clamp circuit for fixing the video information level of the video signal to a second level during a period of time; a peak hold circuit for holding a maximum value of the video information level of the video signal at least for each screen; The low potential side is set according to the video information level of the video signal fixed in the second clamp circuit during a specific period, and the reference voltage The high potential side is set in accordance with the hold level of the peak hold circuit, and the video signal whose reference level and video information level in a specific period are fixed to predetermined levels, respectively, is superimposed with the clamp noise by the first clamp circuit. An analog-to-digital conversion circuit that takes in at a timing excluding a period during which the image is captured and sequentially converts it into a digital signal, and obtains a digitized video signal from the video received by the solid-state imaging device.
JP1065512A 1989-03-16 1989-03-16 Solid-state imaging device Expired - Fee Related JP2798693B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1065512A JP2798693B2 (en) 1989-03-16 1989-03-16 Solid-state imaging device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1065512A JP2798693B2 (en) 1989-03-16 1989-03-16 Solid-state imaging device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH02244882A JPH02244882A (en) 1990-09-28
JP2798693B2 true JP2798693B2 (en) 1998-09-17

Family

ID=13289176

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1065512A Expired - Fee Related JP2798693B2 (en) 1989-03-16 1989-03-16 Solid-state imaging device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2798693B2 (en)

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63305678A (en) * 1987-06-08 1988-12-13 Fuji Photo Film Co Ltd Processing circuit for output signal of solid-state image pickup element
JP2702125B2 (en) * 1987-07-09 1998-01-21 オリンパス光学工業株式会社 Solid-state imaging device

Also Published As

Publication number Publication date
JPH02244882A (en) 1990-09-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9602751B2 (en) Imaging apparatus, imaging system, and method for reducing a difference in resolutions
US4772958A (en) Image reading device
JP4082056B2 (en) Solid-state imaging device
US5515103A (en) Image signal processing apparatus integrated on single semiconductor substrate
JP3075203B2 (en) Solid-state imaging device
US4866528A (en) Image pickup apparatus providing lessened flicker in electronic still cameras and the like
JP2798693B2 (en) Solid-state imaging device
US4857996A (en) Image pickup device with reduced fixed pattern noise
JP3182303B2 (en) Solid-state imaging device and imaging device using the same
JPH0884252A (en) Output video signal processing unit of line image sensor and its method
JP2003174594A (en) Solid-state imaging device
JP2764808B2 (en) Method and apparatus for digitizing ccd data
JP3467610B2 (en) CCD driving method and method
JPS6022879A (en) System for controlling sensitivity of solid-state image pickup device
JP2874370B2 (en) Imaging device
JPH05183913A (en) Color decoder circuit for color image pickup device
JP3018710B2 (en) CCD delay line device
JP2510501B2 (en) Solid-state imaging device
JP2784782B2 (en) CCD output circuit
JP2670075B2 (en) Image full scale determination device
JP2557727B2 (en) Noise removal circuit for solid-state image sensor
JPH0748830B2 (en) Solid-state imaging device
JPS6332315B2 (en)
JPS6033783A (en) Image pickup device
JP3340482B2 (en) Method and apparatus for sweeping out unnecessary charge of image sensor

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees