JP2001169188A - クランプ回路 - Google Patents

クランプ回路

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JP2001169188A
JP2001169188A JP34832199A JP34832199A JP2001169188A JP 2001169188 A JP2001169188 A JP 2001169188A JP 34832199 A JP34832199 A JP 34832199A JP 34832199 A JP34832199 A JP 34832199A JP 2001169188 A JP2001169188 A JP 2001169188A
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JP
Japan
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line
signal
capacitor
level
video signal
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JP34832199A
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English (en)
Inventor
Junichi Hosokawa
純一 細川
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 固体撮像素子のアナログ信号出力を、A/D
変換器を用いてデジタル信号化し、以降の信号処理を行
なうビデオカメラ信号処理に係り、特にA/D変換前の
アナログ映像信号のオフセット電圧を一定に保つように
する。 【解決手段】 充放電を行なうコンデンサと、オフセッ
トを決定するバイアス用コンデンサを分離独立させ、さ
らにライン毎に時分割した交互動作としたことにより、
1ライン期間内でクランプ用コンデンサの充放電による
影響を受けない、安定した映像信号を得ることができ、
高精度のクランプ動作が実現可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、固体撮像素子の
アナログ信号出力を、A/D変換器を用いてデジタル信
号化し、以降の信号処理を行なうビデオカメラ信号処理
に係り、特にA/D変換前のアナログ映像信号のオフセ
ット電圧を一定に保つためのクランプ回路に関する。
【0002】
【従来の技術】図3は、単一のコンデンサを用いた従来
のフィードバッククランプ回路について説明するための
ブロック図である。
【0003】固体撮像素子11から読み出されたアナロ
グ映像信号OSは、まず相関二重サンプリング(CD
S)と呼ばれるノイズ低減回路12に入力される。ノイ
ズ低減回路12では、画素単位でのサンプルホールドを
行い、基準レベルから信号レベルを差し引いた演算結果
を出力する。
【0004】この演算結果を利得制御アンプ13で増幅
し、クランプ回路14に入力する。クランプ回路14で
は、アナログ映像信号のオフセット電圧(DC成分)を
常に一定レベルに保ち、次のA/D変換器15に入力す
る。A/D変換器15から出力されるデジタル映像信号
DSは、基準黒信号OBのレベルが一定に保持されてい
る。デジタル映像信号DSはデジタル信号処理回路16
に入力され、所望の信号処理を行い、その出力端子1
7,18よりそれぞれ輝度(Y)信号、色(U/V)信
号が出力される。
【0005】ところで、基準黒信号OBのレベルが一定
に保持されたデジタル映像信号DSが入力されたデジタ
ル信号処理回路16では、基準黒信号OBを基準にして
信号処理を考慮すればよいことからデジタル信号処理を
より簡単に実現できる。
【0006】デジタル映像信号DSは、比較器19にも
入力し、予め設定したい基準黒信号OBのレベルに基づ
いた設定値Rfと比較する。この比較結果の内、1ライ
ン中に含まれる基準黒信号OBのレベルとの比較結果の
みを、1ライン中の基準黒信号OB期間に発生させる基
準黒信号クランプパルスOBPとANDゲート20,2
1で抽出し、ANDゲート20,21の出力信号を用い
て、スイッチSW1,SW2をオン/オフして、コンデ
ンサCを充電/放電し、デジタル映像信号DSの基準黒
信号OBのレベルが常に一定になるようにコンデンサC
のDC電圧値を可変して、クランプ回路14のクランプ
レベルを可変させてアナログ映像信号のオフセット電圧
を調整する。
【0007】このような単一コンデンサを用いたフィー
ドバッククランプ回路では、コンデンサの充放電を行な
う際に、映像信号に影響(変動)を与えてしまう。すな
わち、影響を受けた映像信号が比較器に入力されるた
め、高精度のクランプ動作が実現できない。また、固体
撮像素子から出力されるアナログ映像信号に、ライン毎
の変動が存在しても、追従できず結果として補正できな
いという問題があった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、単一
のコンデンサを用いた、従来のクランプ回路では、フィ
ードバックループの応答速度が速いため、先に比較した
結果と今回比較した結果に混同が生じ、その結果映像信
号が変動してしまう、という問題があった。
【0009】この発明は、充放電による映像信号への影
響がないので、高精度なクランプ動作を実現できるとと
もに、固体撮像素子の出力信号にライン毎の変動が含ま
れていても補正可能とするクランプ回路を提供する。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、この発明のクランプ回路は、固体撮像素子から
得られるライン毎に異なる電圧を、それぞれ第1及び第
2のコンデンサに貯え、この貯えられた電圧を基準レベ
ルとしてアナログクランプを行うビデオカメラ信号処理
する回路にあって、前記固体撮像素子からライン毎に得
られる基準黒信号レベルを判定し、前記アナログクラン
プレベルを調整する前記第1のコンデンサの充放電を行
なう場合に、前記レベル判定結果を1ライン分遅延した
出力に基づき、前記第2のコンデンサの充放電を行な
い、以降前記第1及び第2のコンデンサの充放電を、順
次ライン毎に交互に繰り返すようにしたことを特徴とす
る。
【0011】上記した手段により、充放電を行なう第1
のコンデンサと、オフセットを決定するバイアス用第2
のコンデンサを分離独立させ、これらのコンデンサをラ
イン毎に時分割した交互動作としたことにより、1ライ
ン期間内でクランプ用コンデンサの充放電による影響を
受けない、安定した映像信号を得ることができ、高精度
のクランプ動作を実現することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて、図面を参照しながら詳細に説明する。
【0013】図1は、この発明の一実施の形態について
説明するためのブロック図であり、図3と同一の構成部
分には同一の符号を付して説明する。
【0014】すなわち、固体撮像素子11より光電変換
されて出力されるアナログ映像信号OSは、まず相関二
重サンプリング(CDS)と呼ばれるノイズ低減回路1
2に入力される。ノイズ低減回路12では、画素単位で
のサンプルホールドを行い、基準レベルから信号レベル
を差し引いた演算結果を出力する。
【0015】この演算結果を利得制御アンプ13で増幅
し、クランプ回路14に入力する。クランプ回路14で
は、アナログ映像信号OSのオフセット電圧(DC成
分)を常に一定レベルに保ち、次のA/D変換器15に
入力する。A/D変換器15から出力されるデジタル映
像信号DSは、基準黒信号OBのレベルが一定に保持さ
れた状態で次段のデジタル信号処理回路16に入力す
る。デジタル信号処理回路16では、一定に保持された
基準黒信号OBを基準にして信号処理を考慮すればよい
ことから、デジタル信号処理をより簡単に実現すること
ができる。デジタル信号処理回路16の出力端子17,
18からは、信号処理された輝度(Y)信号、色(U/
V)信号がそれぞれ出力される。
【0016】デジタル映像信号DSは、比較器19にも
入力される。比較器19では、予め設定された基準黒信
号OBのレベルに基づく任意の設定値Rfとデジタル映
像信号DSが比較され、Rf>DSの場合には出力信号
D1が“H”に、Rf<DSの場合には出力信号D2が
“H”になる。Rf=DSの場合は、出力信号D1,D
2は、それぞれ“L”となる。この出力信号D1,D2
は、それぞれ1ビットである。
【0017】続いて、出力信号D1,D2は1ライン分
遅延させる遅延線(シフトレジスタ)111に入力さ
れ、1ライン分遅れた出力信号DD1,DD2となる。
出力信号DD1,DD2は、1ライン前における比較器
19の比較結果である。出力信号DD1,DD2は、1
ライン中に含まれる基準黒信号OBとの比較結果のみを
抽出させるためのANDゲート20,21に入力され
る。
【0018】ANDゲート20,21には、1ラインの
基準黒信号OBの期間のみ“H”を出力する基準黒信号
クランプパルスOBPを共通に入力する。クランプパル
スOBPが“H”で、かつ比較結果DD1が“H”の場
合には、ANDゲート20の出力信号が“H”となり、
スイッチSW1がオンしてコンデンサC1(もしくは、
コンデンサC2)を充電して電圧を上昇させる。
【0019】逆に、クランプパルスOBPが“H”で、
かつ比較結果DD2が“H”の場合には、ANDゲート
21の出力信号が“H”となり、スイッチSW2がオン
してコンデンサC1(もしくは、コンデンサC2)を放
電して電圧を下降させる。
【0020】スイッチSW3〜SW6は、ライン毎のオ
ン/オフ動作を実現させるために、共通のラインインデ
ックス信号LIとインバータ112で制御する。
【0021】スイッチSW1,SW2には、スイッチS
W3,SW4が並列に接続されている。スイッチSW
3,SW4は、ライン毎に交互にオンし、コンデンサC
1,C2への充放電を振り分けている。
【0022】コンデンサC1,C2には、さらにスイッ
チSW5,SW6が接続されており、これらスイッチS
W5,SW6もライン毎に交互にオンし、クランプ回路
14のクランプレベルとなるバイアス電圧Vbを決定す
るコンデンサを選択している。スイッチSW3とSW6
が同時にオンし、SW4とSW5が同時にオフする構成
をとっている。スイッチSW5,SW6は瞬時に切換
り、かつ1ライン期間内で充放電の影響を受けない安定
したコンデンサ蓄積電圧でバイアス電圧Vbを決定でき
る。
【0023】このように、コンデンサに充電される期間
と比較器が動作している期間が重ならないということか
ら、比較動作が確実に行われることにより、映像信号へ
の影響を軽減することができる。
【0024】なお、この実施の形態では、遅延線111
がANDゲート20,21の前に存在する構成である
が、111と20,21の順序は動作に影響しないの
で、ANDゲート20,21の後に遅延線111が存在
する逆の構成でも構わない。
【0025】図2は、この発明の他の実施の形態につい
て説明するためのブロック図である。この実施の形態
は、1ライン分遅延させる遅延線111を削除し、スイ
ッチSW3〜SW6をライン毎にオン/オフし、かつフ
ィールド(もしくはフレーム)単位で反転させるための
EXORゲート211を追加した部分の構成が図1と異
なる。図1と同一の構成部分には同一の符号を付して説
明する。
【0026】図2において、固体撮像素子11より光電
変換されて出力されるアナログ映像信号OSは、まず相
関二重サンプリング(CDS)と呼ばれるノイズ低減回
路12に入力される。ノイズ低減回路12では、画素単
位でのサンプルホールドを行い、基準レベルから信号レ
ベルを差し引いた演算結果を出力する。
【0027】この演算結果を利得制御アンプ13で増幅
し、クランプ回路14に入力する。クランプ回路14で
は、アナログ映像信号OSのオフセット電圧(DC成
分)を常に一定レベルに保ち、次のA/D変換器15に
入力する。A/D変換器15から出力されるデジタル映
像信号DSは、基準黒信号OBのレベルが一定に保持さ
れた状態で次段のデジタル信号処理回路16に入力す
る。デジタル信号処理回路16では、一定に保持された
基準黒信号OBを基準にして信号処理を考慮すればよい
ことから、デジタル信号処理をより簡単に実現すること
ができる。デジタル信号処理回路16の出力端子17,
18からは、信号処理された輝度(Y)信号、色(U/
V)信号がそれぞれ出力される。
【0028】デジタル映像信号DSはさらに、比較器1
9にも入力される。比較器19では、設定値Rfとデジ
タル映像信号DSが比較され、Rf>DSの場合には出
力信号D1が“H”に、Rf<DSの場合には出力信号
D2が“H”になる。
【0029】続いて、出力信号D1,D2は、1ライン
中に含まれる基準黒信号OBとの比較結果のみを抽出さ
せるためのANDゲート20,21に入力される。AN
Dゲート20,21には、クランプパルスOBPを共通
に入力する。
【0030】スイッチSW3〜SW6は、ライン毎のオ
ン/オフ動作とフィールド(もしくはフレーム)反転を
実現させるために、EXORゲート211を用いライン
インデックス信号LIとフィールドインデックス/フレ
ームパルス信号FI/FRMとのEXOR出力をとり、
これをインバータ112で反転させた信号により制御す
る。
【0031】クランプパルスOBPが“H”で、かつ比
較結果D1が“H”の場合には、ANDゲート20の出
力信号が“H”となり、スイッチSW1がオンしてコン
デンサC1(もしくは、コンデンサC2)を充電して電
圧を上昇させる。
【0032】逆に、クランプパルスOBPが“H”で、
かつ比較結果D2が“H”の場合には、ANDゲート2
1の出力信号が“H”となり、スイッチSW2がオンし
てコンデンサC1(もしくは、コンデンサC2)を放電
して電圧を下降させる。
【0033】スイッチSW1,SW2には、スイッチS
W3,SW4が並列に接続されている。スイッチSW
3,SW4はライン毎に交互にオンし、 コンデンサC
1,C2への充放電を振り分けている。
【0034】コンデンサC1,C2には、さらにスイッ
チSW5,SW6が接続されており、スイッチSW5,
SW6もライン毎に交互にオンし、バイアス電圧Vbを
決定するコンデンサを選択している。スイッチSW3と
SW6が同時にオンし、スイッチSW4とSW5が同時
にオフする構成をとっている。
【0035】スイッチSW5,SW6は瞬時に切換わ
り、かつ1ライン期間内で充放電の影響を受けない安定
したコンデンサ蓄積電圧でバイアス電圧Vbを決定でき
る。
【0036】この実施の形態では、アナログ映像信号O
Sに含まれるライン毎の変動は、直流変動を制御するバ
イアス電圧Vbは、フィールド(フレーム)毎の結果に
基づいて得られるようにしているため、直ちにバイアス
電圧Vbに反映されない。しかし、通常はアナログ映像
信号OSに含まれるライン毎の変動を無視できるので、
少なくとも数フレーム以上の時定数を有するコンデンサ
を選択すれば動作する。
【0037】この実施の形態によれば、上記した実施の
形態の効果に加え、遅延線を必要としないことから廉価
な構成が実現可能となる。
【0038】
【発明の効果】以上説明したように、この発明のクラン
プ回路によれば、1ライン期間内でクランプ用コンデン
サの充放電による影響を受けない、安定した映像信号を
得ることができ、高精度のクランプ動作を実現すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施の形態について説明するため
のブロック図。
【図2】この発明の他の実施の形態について説明するた
めのブロック図。
【図3】従来のフィードバッククランプ回路を説明する
ためのブロック図。
【符号の説明】
11…固体撮像素子、12…CDS回路、13…GCA
回路、14…クランプ回路、15…A/D変換器、16
…デジタル信号処理回路、17,18…出力端子、19
…比較器、20,21…ANDゲート、111…遅延
線、112…インバータ、SW1〜SW6…スイッチ、
C1,C2…コンデンサ。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 固体撮像素子から得られるライン毎に異
    なる電圧をそれぞれ第1及び第2のコンデンサに貯え、
    この貯えられた電圧を基準レベルとしてアナログクラン
    プを行うビデオカメラ信号処理回路において、 前記固体撮像素子からライン毎に得られる基準黒信号レ
    ベルを判定し、前記アナログクランプレベルを調整する
    前記第1のコンデンサの充放電を行なう場合に、前記レ
    ベル判定結果を1ライン分遅延した出力に基づき、前記
    第2のコンデンサの充放電を行ない、以降前記第1及び
    第2のコンデンサの充放電を、順次ライン毎に交互に繰
    り返すようにしたことを特徴とするクランプ回路。
  2. 【請求項2】 クランプ後のアナログ信号を、A/D変
    換器を用いてデジタル化し、基準黒信号のレベル判定と
    判定結果の1ライン分遅延を行うことを特徴とする請求
    項1に記載のクランプ回路。
  3. 【請求項3】 レベル判定結果を1ライン分遅延させる
    代わりに、コンデンサの充放電を切換えるラインインデ
    ックス信号をフィールドもしくはフレーム毎に反転する
    ことを特徴とする請求項1に記載のクランプ回路。
JP34832199A 1999-12-08 1999-12-08 クランプ回路 Pending JP2001169188A (ja)

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BR (1) BR0006408A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015129669A (ja) * 2014-01-07 2015-07-16 国立大学法人九州工業大学 視差センサ及び相関信号の生成方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015129669A (ja) * 2014-01-07 2015-07-16 国立大学法人九州工業大学 視差センサ及び相関信号の生成方法

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