JPH04196688A - Video signal processing circuit - Google Patents

Video signal processing circuit

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JPH04196688A
JPH04196688A JP2321911A JP32191190A JPH04196688A JP H04196688 A JPH04196688 A JP H04196688A JP 2321911 A JP2321911 A JP 2321911A JP 32191190 A JP32191190 A JP 32191190A JP H04196688 A JPH04196688 A JP H04196688A
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optical black
capacitor
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Akira Togashi
明 富樫
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Abstract

PURPOSE:To allow the correct reproduction of a DC level by substituting the output of a CCD image sensor with the potential equal to an optical black level in the period when unnecessary signals exclusive of video signals are outputted from the CCD-image sensor. CONSTITUTION:A resistor R, a capacitor C2 and an operational amplifier 5 constitute a sample-hold circuit and the optical black potential held in the capacitor C2 is inputted to one input terminal of a changeover switch 6. The video signal which is the output of a correlation double sampling circuit is inputted to another input terminal. The changeover switch 6 outputs the optical black potential when a BLK is an H level and output the video signal when the BLK is an L level. Then, the signal output by the unnecessary charge during a vertical blanking period is substd. with the optical black level and even if the input signal to an AGC amplifier 3 is DC-cut by a capacitor C1, the DC level is prevented from receiving a fluctuation even at an input point. Normal DC reproduction is possible in this way.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ 本発明はCCDエリアイメージセンサを用いたビデオカ
メラの映像信号処理回路に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a video signal processing circuit for a video camera using a CCD area image sensor.

[従来の技術] 従来のビデオカメラの信号処理は第5図に示す回路によ
り行われていた。同図において、1はCCDイメージセ
ンサ、2はCCDイメージセンサ1の6力信号をノイズ
低減を図りつつサンプルホールドする相関2重サンプリ
ング回路、C4はDCカット用のコンデンサ、3は可変
利得アンプ3a1クランプスイツチ3bおよびクランプ
用の電圧源3cを育するAGCアンプである。
[Prior Art] Signal processing in a conventional video camera was performed by a circuit shown in FIG. In the figure, 1 is a CCD image sensor, 2 is a correlated double sampling circuit that samples and holds the six-power signal of CCD image sensor 1 while reducing noise, C4 is a capacitor for DC cut, and 3 is a variable gain amplifier 3a1 clamp. This is an AGC amplifier that develops a switch 3b and a voltage source 3c for clamping.

AGCアンプ3の可変利得範囲は通常O〜18dB程度
であり、そして利得OdBのとき白−黒レベル電位差は
160〜200mV程度に設定さ 。
The variable gain range of the AGC amplifier 3 is normally about O to 18 dB, and when the gain is O dB, the white-black level potential difference is set to about 160 to 200 mV.

れている。相関2重サンプリング回路2から出力される
映像信号は、NTSCで約60Hzまでの低域周波数成
分を含んでいるため、AGCアンプにはDC直結で入力
されることが理想的である。
It is. Since the video signal output from the correlated double sampling circuit 2 contains low frequency components up to about 60 Hz in NTSC, it is ideal that it is input to the AGC amplifier through direct DC connection.

しかし、AGCアンプ部は回路規模が大きく、通常はI
C化されたものが使用され、また、最大利得が18dB
と大きいため外部回路とDC電位を合わせるのは困難で
ある。そのため、この信号処理回路ではコンデンサC1
によりDC成分をカットした後、映像信号中のオプチカ
ルブラック(光学的黒)レベル出力期間、あるいはそれ
に相当するような出力(例えば、空送り時の出力)の安
定期間をクランプして、信号のDC電位をAGC部のア
ンプに適合する電位に合わせるようにしている。
However, the circuit scale of the AGC amplifier section is large, and the I
C version is used, and the maximum gain is 18dB.
Because of the large size, it is difficult to match the DC potential with the external circuit. Therefore, in this signal processing circuit, capacitor C1
After cutting the DC component with The potential is adjusted to match the potential of the amplifier in the AGC section.

[発明が解決しようとする課題] CCDイメージセンサでは、垂直の映像ブランキング期
間を用いて垂直転送を行なうため、センサの駆動方法に
よってはブランキング期間中に本来の映像信号には必要
のない出力信号が出てくる場合がある。例えばCCDイ
メージセンサでホトダイオードへの蓄積時間を等価的に
短くするシャッタモードの駆動を行う場合には、垂直ブ
ランキング期間に垂直レジスタを高速駆動することによ
って、センサ内の不要電荷の掃き出しを行うが、この転
送を順方向、すなわち水平CCDレジスタ方向に行うと
、この掃き出し動作を行っている期間(約8〜16Hの
期間)、水平CCDレジスタを通して不要電荷が出力さ
れ、センサ出力に飽和出力(通常的1.0Vp−p程度
)の不要出力が発生する場合がある。このようなセンサ
出力が得られた場合の相関2重サンプリング回路の出力
は第6図に示すようになる。ところが、AGCアンプ3
への白レベル入力は利得が18dBのとき20mV程度
であるので、不要電荷掃き出し時には、相関2重サンプ
リング回路からは映像信号出力期間に比較して著しく大
きな信号が出力されることになる。この大出力信号はコ
ンデンサC1を介してAGCアンプに入力されるが、そ
の信号レベルは、可変利得アンプ3aの、入力インピー
ダンスを介する放電作用により徐々に低下する。そのた
め、垂直ブランキング期間終了直後のDC電位が下がり
気味になり、所謂″垂直サグとよばれる映像の沈み込み
現象が引き起こされる。この現象はAGCアンプに入力
する際のオプチカルブラッククランプ回路によりDC電
位を再生することによっである程度までは改善されるが
、クランプするスイッチ及び電圧源の持つインピーダン
ス成分により、実際には完全に消去することは難しい。
[Problems to be Solved by the Invention] Since a CCD image sensor performs vertical transfer using a vertical video blanking period, depending on the sensor driving method, output that is not necessary for the original video signal during the blanking period may be generated. A signal may appear. For example, when driving a CCD image sensor in a shutter mode that equivalently shortens the accumulation time in the photodiode, unnecessary charges in the sensor are swept out by driving the vertical register at high speed during the vertical blanking period. , when this transfer is performed in the forward direction, that is, towards the horizontal CCD register, unnecessary charge is output through the horizontal CCD register during the period during which this sweeping operation is performed (approximately 8 to 16H period), and the sensor output becomes saturated output (normally (approximately 1.0Vp-p) may occur. When such a sensor output is obtained, the output of the correlated double sampling circuit is as shown in FIG. However, AGC amplifier 3
Since the white level input to is about 20 mV when the gain is 18 dB, when unnecessary charges are swept out, the correlated double sampling circuit outputs a significantly larger signal than during the video signal output period. This large output signal is input to the AGC amplifier via the capacitor C1, but its signal level gradually decreases due to the discharging action of the variable gain amplifier 3a via the input impedance. As a result, the DC potential immediately after the vertical blanking period ends tends to drop, causing a sinking phenomenon in the image called "vertical sag." This phenomenon is caused by the optical black clamp circuit when inputting to the AGC amplifier. Although this can be improved to some extent by reproducing the noise, it is actually difficult to completely eliminate it due to the impedance components of the clamping switch and voltage source.

また、垂直ブランキング期間中の出力信号には垂直転送
パルスのノイズが重畳される。このノイズレベルは数十
mVであって、先の不要電荷によるノイズレベルより低
いが、AGCアンプの利得が最大の18dBであるとき
にはこのノイズによる影響も無視できなくなる。
Furthermore, noise from vertical transfer pulses is superimposed on the output signal during the vertical blanking period. This noise level is several tens of mV, which is lower than the noise level due to unnecessary charges mentioned above, but when the gain of the AGC amplifier is the maximum of 18 dB, the influence of this noise cannot be ignored.

[課題を解決するための手段] 本発明の映像信号処理回路は上述したような問題を解決
するため、CCDエリアイメージセンサの出力を相関2
重サンプリングすることにより得られる映像信号につい
て、この映像信号中のオプチカルブラックレベル期間あ
るいはそれに相当する期間の電位をサンプルホールドす
るサンプルホールド回路と、このサンプルホールド回路
によって得られる電位と前記映像信号のいずれかを出力
する切り換えスイッチとを有し、この切り換えスイッチ
は、前記映像信号の少なくとも垂直ブランキング期間の
大部分の期間に前記サンプルホールド回路により得られ
る電位を出力するよう構成される。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above-mentioned problems, the video signal processing circuit of the present invention correlates the output of the CCD area image sensor with 2
Regarding a video signal obtained by double sampling, there is a sample-and-hold circuit that samples and holds the potential of the optical black level period in this video signal or a period corresponding to it, and the potential obtained by this sample-and-hold circuit and the video signal. and a changeover switch configured to output the potential obtained by the sample and hold circuit during at least most of the vertical blanking period of the video signal.

[実施例コ 次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
[Embodiments] Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は、本発明の一実施例を示す回路図であり、第2
図は、この回路に用いられるパルスのタイミングチャー
トである。
FIG. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of the present invention, and FIG.
The figure is a timing chart of pulses used in this circuit.

第1図において、1はCCDイメージセンサ、2は相関
2重サンプリング回路、3はAGCアンプ、4はオプチ
カルブラッククランプパルス0BCPによって制御され
るサンプルスイッチ、5はオペアンプ、6はブランキン
グパルスBLKにより制御される切り換えスイッチ、7
はバッファアンプである。
In Fig. 1, 1 is a CCD image sensor, 2 is a correlated double sampling circuit, 3 is an AGC amplifier, 4 is a sample switch controlled by an optical black clamp pulse 0BCP, 5 is an operational amplifier, and 6 is controlled by a blanking pulse BLK. selector switch, 7
is a buffer amplifier.

サンプルスイッチ4は、オプチカルブラック出力期間に
、この期間にHレベルとなる0BCPによりオンせしめ
られ、抵抗Rを介してコンデンサC2にオプチカルブラ
ック電位を伝達する。抵抗R1コンデンサC2とオペア
ンプ5はサンプルホールド回路を構成しており、コンデ
ンサC2に保持されたオプチカルブラック電位は、イン
ピーダンス変換用のオペアンプ5によるボルテージフォ
ロワを介して切り換えスイッチ6の一方の入力端子に入
力される。切り換えスイ・ソチ6のもう一つの入力端子
には相関2重サンプリング回路の出力である映像信号が
入力され、これらの2つの入力信号は、水平ブランキン
グ期間の開始と同時にHレベルとなりこれの終了より少
し早くLレベルとなる、また垂直ブランキング期間の開
始と同時にHレベルとなりこれの終了時期よりIH分程
度早くLレベルとなるブランキングパルスBLKにより
切り換えられる。即ち、切り換えスイッチ6はBLKが
Hレベルの時はオプチカルブラック電位を出力し、Lレ
ベルの時は映像信号を出力する。
The sample switch 4 is turned on during the optical black output period by 0BCP which becomes H level during this period, and transmits the optical black potential to the capacitor C2 via the resistor R. The resistor R1, the capacitor C2, and the operational amplifier 5 constitute a sample-and-hold circuit, and the optical black potential held in the capacitor C2 is input to one input terminal of the changeover switch 6 via a voltage follower by the operational amplifier 5 for impedance conversion. be done. The video signal which is the output of the correlated double sampling circuit is input to the other input terminal of the switching switch 6, and these two input signals become H level at the same time as the start of the horizontal blanking period and the end of this period. Switching is performed by a blanking pulse BLK which goes to the L level a little earlier, and goes to the H level at the same time as the start of the vertical blanking period, and goes to the L level about IH earlier than the end of the vertical blanking period. That is, the changeover switch 6 outputs an optical black potential when BLK is at H level, and outputs a video signal when BLK is at L level.

この回路により前述した垂直ブランキング期間中の不要
電荷による信号出力はオプチカルブラ・ツクレベルであ
るオペアンプの出力電位に置き換えられ、AGCアンプ
3に入力されることはなくなる。したがって、AGCア
ンプへの入力信号をコンデンサC□によりDCカットし
ても可変利得アンプ3aの入力点においてDCレベルが
変動を受けることがなくなり、置き換えられたオプチカ
ルブラックレベルをクランプすることにより、正常なり
C再生が行われるようになる。
With this circuit, the signal output due to unnecessary charges during the vertical blanking period described above is replaced with the output potential of the operational amplifier, which is the optical black level, and is no longer input to the AGC amplifier 3. Therefore, even if the input signal to the AGC amplifier is DC cut by the capacitor C□, the DC level at the input point of the variable gain amplifier 3a will not be fluctuated, and by clamping the replaced optical black level, the normal state will be maintained. C playback begins.

第3図は本発明の他の実施例を示す回路図であり、第4
図は、この回路に用いられるパルスのタイ゛ミングチャ
ートである。
FIG. 3 is a circuit diagram showing another embodiment of the present invention;
The figure is a timing chart of pulses used in this circuit.

本実施例回路の第1図の回路と相違する点は、相関2重
サンプリング回路と切り換えスイッチ6との間および相
関2重サンプリング回路2とサンプルスイッチ4との間
にそれぞれバッファアンプ8.9が接続された点である
The difference between the circuit of this embodiment and the circuit shown in FIG. They are connected points.

そして、本実施例ではブランキングパルスBLK′が垂
直ブランキング期間の一部においてのみHレベルとなる
パルスであり、またクランプスイッチ3bがオプチカル
ブラッククランプパルス0BCPによって制御されてい
る(この点は第5図の従来例と同様である)。
In this embodiment, the blanking pulse BLK' is a pulse that becomes H level only during a part of the vertical blanking period, and the clamp switch 3b is controlled by the optical black clamp pulse 0BCP (this point is (This is the same as the conventional example shown in the figure).

先の実施例では、切り換えスイッチ6の制御信号として
水平ブランキング期間にもHレベルとなるブランキング
パルスBLKを用いていたので、水平ブランキング期間
にも映像信号をオプチカルブラックレベルで置き換えて
いたが、本実施例においては、垂直ブランキング期間内
の不要電荷出力期間においてのみオプチカルブラックレ
ベルで相関2重サンプリング回路2の出力を置き換えて
いる。
In the previous embodiment, since the blanking pulse BLK, which is at H level during the horizontal blanking period, was used as the control signal for the changeover switch 6, the video signal was replaced with the optical black level during the horizontal blanking period as well. In this embodiment, the output of the correlated double sampling circuit 2 is replaced by the optical black level only during the unnecessary charge output period within the vertical blanking period.

以上の構成により、本実施例も先の実施例と同様の効果
を奏することができる。
With the above configuration, this embodiment can also achieve the same effects as the previous embodiments.

[発明の効果コ 以上説明したように、本発明は、CCDイメージセンサ
から映像信号以外の不要な信号が出力される期間には、
CCDイメージセンサの出力をオプチカルブラックレベ
ルと等しい電位で置き換えるようにしたものであるので
、本発明によれば、不要な信号による電位の変動を抑制
することができ、コンデンサによるDCカット等の処理
を行っても正しくDCレベルを再生することができる。
[Effects of the Invention] As explained above, the present invention provides that during the period when unnecessary signals other than video signals are output from the CCD image sensor,
Since the output of the CCD image sensor is replaced with a potential equal to the optical black level, according to the present invention, fluctuations in potential due to unnecessary signals can be suppressed, and processing such as DC cut using a capacitor can be avoided. Even if you do so, you can correctly reproduce the DC level.

また、CCDイメージセンサにおいては、垂直ブランキ
ング期間には、出力信号に垂直転送パルスのノイズが重
畳されるが、本発明によれば、このノイズによる影響も
抑制することができる。
Further, in a CCD image sensor, noise of vertical transfer pulses is superimposed on the output signal during the vertical blanking period, but according to the present invention, the influence of this noise can also be suppressed.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明の一実施例を示す回路図、第2図は、
第1図の回路に用いられるパルスのタイミングチャート
、第3図は、本発明の他の実施例を示す回路図、第4図
は、第3図の回路に用いられるパルスのタイ゛ミングチ
ャート、第5図は、従来例の回路図、第6図は、垂直ブ
ランキング内に不要電荷掃き出し転送を行った場合の相
関2重サンプリング回路の出力波形図である。 1・・・CCDイメージセンサ、 2・・・相関2重サ
ンプリング回路、  3・・・AGCアン7” 、3 
a・・・可変利得アンプ、  3b・・・クランプスイ
ッチ、3c・・・電圧源、 4・・・サンプルスイッチ
、 5・・・オペアンプ、 6・・・切り換えスイッチ
、 7〜9・・・バッファアンプ、  CI・・・DC
カット用コンデンサ、 C2・・・オプチカルブラック
レベル保持用コンデンサ。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a circuit diagram showing another embodiment of the present invention; FIG. 4 is a pulse timing chart used in the circuit of FIG. 3; FIG. 5 is a circuit diagram of a conventional example, and FIG. 6 is an output waveform diagram of a correlated double sampling circuit when unnecessary charges are swept out and transferred during vertical blanking. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... CCD image sensor, 2... Correlation double sampling circuit, 3... AGC an7'', 3
a... Variable gain amplifier, 3b... Clamp switch, 3c... Voltage source, 4... Sample switch, 5... Operational amplifier, 6... Changeover switch, 7-9... Buffer amplifier , CI...DC
Capacitor for cutting, C2...Capacitor for maintaining optical black level.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 CCDイメージセンサの出力から得られる映像信号の光
学的黒レベル期間の電位をサンプルホールドするサンプ
ルホールド回路と、 前記映像信号と前記サンプルホールド回路の出力信号と
が入力され、少なくとも垂直ブランキング期間の大部分
の期間では前記サンプルホールド回路の出力信号を出力
しそれ以外の期間では前記映像信号を出力する切り換え
スイッチと、 を具備する映像信号処理回路。
[Scope of Claims] A sample and hold circuit that samples and holds a potential during an optical black level period of a video signal obtained from the output of a CCD image sensor, the video signal and the output signal of the sample and hold circuit being input, and at least A video signal processing circuit comprising: a changeover switch that outputs the output signal of the sample hold circuit during most of the vertical blanking period and outputs the video signal during the other periods.
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