JP2003244561A - Imaging device and imaging method - Google Patents

Imaging device and imaging method

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JP2003244561A JP2002038212A JP2002038212A JP2003244561A JP 2003244561 A JP2003244561 A JP 2003244561A JP 2002038212 A JP2002038212 A JP 2002038212A JP 2002038212 A JP2002038212 A JP 2002038212A JP 2003244561 A JP2003244561 A JP 2003244561A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an imaging device and an imaging method for the imaging device not having the problem that black level depression occurs in an imaging signal following a black level with a markedly erroneous OB (optical black) output. <P>SOLUTION: In the imaging device provided with a feedback OB clamp circuit, including an amplifier 4 for amplifying an electric signal from an imaging element 1, the amplitude of a negative feedback signal in the OB clamp circuit is restrained to a value not greater than a prescribed value by diodes 5e, 5f connected in reverse in parallel, thereby avoiding the black sinking in the imaging signal. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【従来の技術】通常、CCD等の固体撮像素子で撮像し
た静止画像や動画像を表示したり、記録したりする際
に、撮像信号の明るさの基準として、撮像素子の光学的
黒(オプティカルブラック、以降OBと記す)レベルが
利用される。OBとは、撮像素子の受光画素部の中で遮
光されて入射光に依存しない画素出力のことを指す。
2. Description of the Related Art Normally, when displaying or recording a still image or a moving image captured by a solid-state image sensor such as a CCD, the optical black (optical Black, hereinafter referred to as OB) level is used. The OB refers to a pixel output that is shielded in the light receiving pixel portion of the image sensor and does not depend on the incident light.

【0002】このOBレベルを撮像信号の黒基準とする
直流分再生(クランプ)回路で、ビデオカメラ等で一般
的によく利用されるフィードバッククランプ方式の装置
構成の一例を図4に、主要動作波形を図5に示し、その
動作について簡単に説明する。
FIG. 4 shows an example of the configuration of a feedback clamp system device which is a DC component reproducing (clamping) circuit using the OB level as a black reference of an image pickup signal and which is often used in a video camera. Is shown in FIG. 5, and its operation will be briefly described.

【0003】図4において、まず、たとえばCCDなど
の固体撮像素子101があり、この撮像素子101から
出力される撮像信号が、CDS(相関2重サンプリン
グ)回路と呼ばれる回路102に入力されてリセットノ
イズが除去された後に、オフセット加算回路103に入
力されて所定のオフセット電圧が加算されて、そのオフ
セット加算出力が可変増幅器104に入力される。
In FIG. 4, first, there is a solid-state image pickup device 101 such as a CCD, and an image pickup signal output from the image pickup device 101 is input to a circuit 102 called a CDS (correlation double sampling) circuit to reset noise. Is removed, the offset addition circuit 103 inputs the predetermined offset voltage, and the offset addition output is input to the variable amplifier 104.

【0004】また、CDS回路102は、端子106よ
り入力された所定の基準電圧VREFによって撮像信号
のフィードスルー部の基準とするCDS回路を成してお
り、同様に、可変増幅器104は、基準電圧VREFを
撮像信号の直流増幅の基準とする直流増幅器を成してい
る。
Further, the CDS circuit 102 constitutes a CDS circuit which uses the predetermined reference voltage VREF input from the terminal 106 as a reference for the feedthrough portion of the image pickup signal. Similarly, the variable amplifier 104 has the reference voltage VREF. It forms a DC amplifier using VREF as a reference for DC amplification of an image pickup signal.

【0005】可変増幅器104は、CCD101の出力
感度ばらつきを補正したり、撮像装置の感度設定を切り
換えるためのゲイン可変手段であるが、以降、撮像装置
のクランプ動作を簡略かつ明確に説明するために、ゲイ
ン1倍として簡易的に扱うものとする。
The variable amplifier 104 is a gain varying means for correcting the output sensitivity variation of the CCD 101 and switching the sensitivity setting of the image pickup device. Hereinafter, in order to simply and clearly explain the clamp operation of the image pickup device. , And the gain is assumed to be 1 time.

【0006】可変増幅器104からの増幅出力信号は、
一方で、不図示の画像処理・記録・表示回路に入力され
るとともに、他方で、サンプルホールド回路107に入
力され、端子109より入力されたOB画素の読み出し
タイミングに同期するOBクランプパルスによって、サ
ンプルホールドされたOBレベルが、積分アンプ105
に入力される。
The amplified output signal from the variable amplifier 104 is
On the other hand, the OB clamp pulse, which is input to the image processing / recording / display circuit (not shown) and is input to the sample hold circuit 107 on the other hand and which is synchronized with the read timing of the OB pixel input from the terminal 109, The held OB level is the integration amplifier 105.
Entered in.

【0007】積分アンプ105は、コンデンサ105
b、抵抗105cにより所定の積分時定数を成してお
り、前記サンプルホールドされたOBレベルと、端子1
06より入力される所定の基準電圧VREFとの差分電
圧(クランプ誤差電圧)が前記積分時定数にて積分され
るとともに、その出力(電圧VREFからのずれ量)
が、オフセット加算回路103に入力されて減算される
ネガティブフィードバック制御の構成になっている。
The integrating amplifier 105 includes a capacitor 105.
b and the resistor 105c form a predetermined integration time constant, and the sampled and held OB level and the terminal 1
The differential voltage (clamping error voltage) from the predetermined reference voltage VREF input from 06 is integrated by the integration time constant, and its output (deviation amount from the voltage VREF).
However, it has a negative feedback control configuration in which it is input to the offset addition circuit 103 and subtracted.

【0008】図5は、可変増幅器104の出力信号11
CのOBレベルが直流電圧レベルVREFにクランプさ
れて収束する様子と、そのときの各部の動作波形を示し
たものである。
FIG. 5 shows the output signal 11 of the variable amplifier 104.
FIG. 7 shows how the OB level of C is clamped to the DC voltage level VREF and converges, and the operation waveform of each part at that time.

【0009】信号波形11AはCDS102の出力波形
であり、撮像素子101から読み出された1水平ライン
毎に、所定期間のOB画素出力を持っており、このOB
画素出力期間の一部をサンプルホールドするタイミング
信号がOBクランプパルス11Dである。
The signal waveform 11A is an output waveform of the CDS 102 and has an OB pixel output for a predetermined period for each horizontal line read from the image sensor 101.
The timing signal for sampling and holding a part of the pixel output period is the OB clamp pulse 11D.

【0010】信号波形11AのOB画素出力は、CDS
(相関2重サンプリング)回路102の働きにより、前
記基準電圧VREFに比較的近い直流電圧を保っている
が、実際には、撮像素子101のフィードスルー成分と
信号成分との差成分(CCDオフセット)および、撮像
素子の温度に依存する暗電流成分が重畳されてオフセッ
ト誤差を有している(通常、数ミリ〜数十ミリボル
ト)。
The OB pixel output of the signal waveform 11A is the CDS
Although the DC voltage relatively close to the reference voltage VREF is maintained by the function of the (correlated double sampling) circuit 102, the difference component (CCD offset) between the feedthrough component and the signal component of the image sensor 101 is actually used. Further, a dark current component depending on the temperature of the image sensor is superimposed and has an offset error (usually several millimeters to several tens of millivolts).

【0011】このオフセット誤差は、撮像素子ごとにば
らつき、また、温度により変動する。そして、このオフ
セット誤差が可変増幅器104によって増幅されて最終
的に、撮像信号の黒レベル変動VERRとして出力され
る。
This offset error varies from image sensor to image sensor and also varies depending on temperature. Then, this offset error is amplified by the variable amplifier 104 and finally output as the black level fluctuation VERR of the image pickup signal.

【0012】黒レベル変動VERRは、サンプルホール
ド回路107および積分アンプ105によって、VRE
F電圧の差分として検出され、積分されて図5に示す積
分出力信号11Bとして出力され、出力11Bの電圧V
REFからのずれ量が、CDS回路102の出力信号1
1Aより減算される。
The black level fluctuation VERR is VRE by the sample hold circuit 107 and the integrating amplifier 105.
The difference between the F voltages is detected, integrated, and output as an integrated output signal 11B shown in FIG.
The amount of deviation from REF is the output signal 1 of the CDS circuit 102.
Subtracted from 1A.

【0013】OBクランプパルス11Dの出力毎に、こ
の動作が繰り返されることにより、積分出力11Bおよ
び可変増幅器104の出力信号のOB画素出力は、信号
波形11Cのごとく基準電圧VREFへと収束する。
By repeating this operation for each output of the OB clamp pulse 11D, the OB pixel output of the integrated output 11B and the output signal of the variable amplifier 104 converges to the reference voltage VREF like the signal waveform 11C.

【0014】ところで、このようなフィードバック方式
のOBクランプ回路では、黒レベル変動VERRを積分
して負帰還する場合の積分の時定数が非常に重要であ
る。
By the way, in such a feedback type OB clamp circuit, the time constant of integration when the black level fluctuation VERR is integrated and negatively fed back is very important.

【0015】時定数が短いと水平ライン毎の出力OBレ
ベルのVREF電圧への追従応答性が速くなる反面、ク
ランプ動作毎の変動量(変動頻度)もその分多くなり、
横スジ状のノイズを発生し易くなる。
If the time constant is short, the response of the output OB level for each horizontal line to the VREF voltage becomes faster, but the amount of change (change frequency) for each clamp operation also increases accordingly.
Horizontal streak noise is likely to occur.

【0016】そのため、時定数は、この横スジ状のノイ
ズが画質上問題にならない程度に所定の長さに設定せざ
るを得ない。
Therefore, the time constant must be set to a predetermined length so that the horizontal stripe noise does not cause a problem in image quality.

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】このような従来のフィ
ードバック方式のOBクランプ回路においては、OBの
変動量の主要因として撮像素子のCCDオフセットおよ
び暗電流成分によるオフセット誤差を想定しており、こ
れらのオフセット誤差成分を補正することを主眼に設計
がなされている。
In such a conventional feedback type OB clamp circuit, the CCD offset of the image sensor and the offset error due to the dark current component are assumed as the main factors of the OB fluctuation amount. The main design is to correct the offset error component of.

【0018】本来、これらのオフセット誤差成分は、撮
像信号のフルレンジ(〜1ボルト)に対して、その10
分の1以下(数ミリ〜数十ミリボルト)と、あまり大き
なものではない。
Originally, these offset error components are 10% of the full range (up to 1 volt) of the image pickup signal.
It is less than a fraction (several millimeters to tens of millivolts), which is not very large.

【0019】ところで、CCDなどの固体撮像素子に直
射日光などの強い光が入射されると、光電変換部で電荷
がオーバフローを起こす、所謂、ブルーミングとよばれ
る現象が発生する。ブルーミングが発生すると、本来は
受光画素部の中で遮光されていて入射光に依存しないO
B画素部にもオーバフローした電荷が流入して蓄積され
る場合がある。
By the way, when a strong light such as direct sunlight is incident on a solid-state image pickup device such as a CCD, a phenomenon called so-called blooming occurs in which charges overflow in the photoelectric conversion portion. When blooming occurs, the light is originally blocked in the light-receiving pixel portion and does not depend on the incident light.
In some cases, the overflowed charges may flow into and accumulate in the B pixel portion.

【0020】この場合のOBレベルは、前記オフセット
誤差成分とは異なり、正確な黒基準になり得ないばかり
か、激しいブルーミングに対しては撮像信号のフルレン
ジのレベル(CCD飽和レベルVSAT)変動にまで及
ぶ。
Unlike the offset error component, the OB level in this case cannot be an accurate black reference, and in the case of intense blooming, the full range level (CCD saturation level VSAT) of the image pickup signal changes. Reach

【0021】図6は、ブルーミング発生時のクランプ動
作を説明するための各部の動作波形を示したものであ
る。CDS出力11AのOB出力は、ブルーミングの発
生にともない急速にCCD飽和レベルVSATに達す
る。PGA出力11CのOB出力は、積分アンプ105
で設定された時定数による応答時間で、CCD飽和レベ
ルVSATまで上昇した誤ったOBレベルに対して、ゆ
るやかに基準電圧VREFまで引き下げられる。
FIG. 6 shows operation waveforms of respective parts for explaining the clamp operation when blooming occurs. The OB output of the CDS output 11A reaches the CCD saturation level VSAT rapidly with the occurrence of blooming. The OB output of the PGA output 11C is the integration amplifier 105.
With the response time according to the time constant set by, the erroneous OB level raised to the CCD saturation level VSAT is gradually lowered to the reference voltage VREF.

【0022】このように、従来のクランプ回路構成で
は、ブルーミング発生時に、適正なOBレベルを大きく
逸脱する誤った黒レベルに追従してしまい、撮像信号全
体が黒沈みを起こしてしまうという問題があった。
As described above, the conventional clamp circuit configuration has a problem in that when blooming occurs, it follows an erroneous black level that largely deviates from an appropriate OB level, resulting in black sinking of the entire image pickup signal. It was

【0023】また、適正なOBレベルを大きく逸脱する
誤った黒レベルに追従した結果、撮像素子のブルーミン
グが解消した後も、正常なOBレベルへの復帰時間が非
常に長くかかってしまい、その間、黒沈みの状態が続く
という問題があった。
Further, as a result of following an erroneous black level that greatly deviates from the proper OB level, it takes a very long time to return to the normal OB level even after the blooming of the image sensor is resolved, and during that time, There was a problem that the state of black sinking continued.

【0024】本発明は、このような状況のもとでなされ
たもので、OB出力を大きく誤った黒レベルに追従して
撮像信号に黒沈みを生じるという問題のない撮像装置、
撮像装置の撮像方法を提供することを目的とするもので
ある。
The present invention has been made under such a circumstance, and there is no problem that the OB output largely follows an erroneous black level to cause black sunkenness in an image pickup signal.
An object is to provide an imaging method of an imaging device.

【0025】[0025]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明では、撮像装置を次の(1)〜(8)のとお
りに構成し、撮像装置の撮像方法を次の(9),(1
0)のとおりに構成する。
In order to achieve the above-mentioned object, in the present invention, an image pickup apparatus is configured as in the following (1) to (8), and an image pickup method of the image pickup apparatus is set to the following (9), (1
0).

【0026】(1)被写体を撮像素子上に光学的に結像
する結像手段と、前記被写体の光学像を電気信号に変換
する撮像素子と、前記撮像素子による光電変換後の電気
信号に対して、直流電圧を加算するオフセット加算手段
と、所定ゲインあるいは可変ゲインで増幅する増幅手段
と、前記オフセット加算手段によるオフセット加算処理
および前記増幅手段による増幅処理後の撮像信号に対し
て該撮像信号に含まれる光学的黒レベルをサンプルホー
ルドするサンプルホールド手段と、所定の基準値と前記
サンプルホールド手段により保持された光学的黒レベル
の差分にもとづいて、負帰還信号として前記直流電圧を
発生する負帰還信号発生手段とを備えた撮像装置におい
て、前記負帰還信号発生手段に帰還制限手段を設けて、
前記オフセット加算手段において加算される前記直流電
圧を制限する撮像装置。
(1) Image forming means for optically forming an image of a subject on an image pickup device, an image pickup device for converting an optical image of the subject into an electric signal, and an electric signal after photoelectric conversion by the image pickup device An offset adding means for adding the DC voltage, an amplifying means for amplifying with a predetermined gain or a variable gain, and an image pickup signal after the image pickup signal after the offset addition processing by the offset addition means and the amplification processing by the amplification means. Sampling and holding means for sampling and holding the included optical black level, and negative feedback for generating the DC voltage as a negative feedback signal based on a difference between a predetermined reference value and the optical black level held by the sampling and holding means. In an imaging device provided with a signal generating means, the negative feedback signal generating means is provided with feedback limiting means,
An imaging device for limiting the DC voltage added by the offset adding means.

【0027】(2)前記(1)記載の撮像装置におい
て、前記負帰還信号発生手段は、前記撮像手段の光学的
黒レベルの変動に対して、所定の積分時定数を有する撮
像装置。
(2) In the image pickup device according to (1), the negative feedback signal generating means has a predetermined integration time constant with respect to a change in the optical black level of the image pickup means.

【0028】(3)前記(1)記載の撮像装置におい
て、前記帰還制限手段は、前記撮像素子のばらつきや温
度特性および前記増幅手段による変動量を逸脱する負帰
還信号に対して帰還制限を行う撮像装置。
(3) In the image pickup apparatus described in (1) above, the feedback limiting means limits the feedback of a negative feedback signal that deviates from the variation of the image pickup element or the temperature characteristic and the variation amount of the amplifying means. Imaging device.

【0029】(4)前記(1)記載の撮像装置におい
て、前記帰還制限手段は、前記増幅手段のゲインに応じ
て、負帰還信号に対する帰還制限レベルを可変する撮像
装置。
(4) In the image pickup device described in (1) above, the feedback limiting means varies the feedback limit level for a negative feedback signal according to the gain of the amplifying means.

【0030】(5)被写体を撮像素子上に光学的に結像
する結像手段と、前記被写体の光学像を電気信号に変換
する撮像素子と、前記撮像素子による光電変換後の電気
信号に対して、直流電圧を加算するオフセット加算手段
と、所定ゲインあるいは可変ゲインで増幅する増幅手段
と、前記オフセット加算手段によるオフセット加算処理
および前記増幅手段による増幅処理後のアナログ撮像信
号をデジタル信号に変換するAD変換手段と、前記AD
変換手段により得られたデジタル信号に含まれる光学的
黒レベルを抽出する光学的黒レベル抽出手段と、所定の
基準値と前記光学的黒レベル抽出手段により抽出された
光学的黒レベルとの差分にもとづいて、負帰還信号とし
て前記直流電圧を発生する負帰還信号発生手段とを備え
た撮像装置において、前記負帰還信号発生手段に帰還制
限手段を設けて、前記オフセット加算手段において加算
される前記直流電圧を制限する制限する撮像装置。
(5) Image forming means for optically forming an image of a subject on an image pickup device, an image pickup device for converting an optical image of the subject into an electric signal, and an electric signal after photoelectric conversion by the image pickup device. An offset adding means for adding a DC voltage, an amplifying means for amplifying with a predetermined gain or a variable gain, and an analog image pickup signal after the offset adding processing by the offset adding means and the amplification processing by the amplifying means is converted into a digital signal. AD conversion means and the AD
An optical black level extracting means for extracting an optical black level included in the digital signal obtained by the converting means, and a difference between a predetermined reference value and the optical black level extracted by the optical black level extracting means. Based on the above, in an imaging apparatus provided with a negative feedback signal generating means for generating the DC voltage as a negative feedback signal, the negative feedback signal generating means is provided with a feedback limiting means, and the direct current added in the offset adding means is added. An imaging device that limits the voltage.

【0031】(6)前記(5)記載の撮像装置におい
て、前記負帰還信号生成手段は、前記光学的黒レベルの
変動に対して、所定の積分時定数を有する撮像装置。
(6) In the image pickup device according to (5), the negative feedback signal generating means has a predetermined integration time constant with respect to the fluctuation of the optical black level.

【0032】(7)前記(5)記載の撮像装置におい
て、前記帰還制限手段は、前記撮像素子のばらつきや温
度特性および前記増幅手段による変動量を逸脱する負帰
還信号に対して帰還制限を行う撮像装置。
(7) In the image pickup apparatus described in (5) above, the feedback limiting means limits the feedback of a negative feedback signal that deviates from the variation of the image pickup element, the temperature characteristic, and the variation amount of the amplifying means. Imaging device.

【0033】(8)前記(5)記載の撮像装置におい
て、前記帰還制限手段は、前記増幅手段のゲインに応じ
て、負帰還信号に対する帰還制限レベルを可変する撮像
装置。
(8) In the image pickup device according to (5), the feedback limiting means varies the feedback limiting level for a negative feedback signal according to the gain of the amplifying means.

【0034】(9)撮影素子からの電気信号を増幅する
増幅手段と、この増幅手段を含むフィードバック方式の
OBクランプ回路とを備えた撮像装置の撮像方法であっ
て、前記OBクランプ回路における負帰還信号の振幅を
所定値以下に制限する撮像装置の撮像方法。
(9) An image pickup method of an image pickup apparatus comprising an amplifying means for amplifying an electric signal from an image pickup device and a feedback type OB clamp circuit including the amplifying means, wherein a negative feedback in the OB clamp circuit is provided. An image pickup method for an image pickup apparatus, which limits the amplitude of a signal to a predetermined value or less.

【0035】(10)前記(9)記載の撮像装置の撮像
方法において、前記増幅手段のゲインを可変設定する際
に、設定するゲインに応じて前記所定値を変更する撮像
装置の撮像方法。
(10) In the image pickup method of the image pickup apparatus according to (9), when the gain of the amplification means is variably set, the predetermined value is changed according to the set gain.

【0036】[0036]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を撮像
装置の実施例により詳しく説明する。本発明は、装置の
形に限らず、実施例の説明に裏付けられて方法の形で実
施することもできる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to examples of an image pickup apparatus. The present invention is not limited to the form of the apparatus, but can be implemented in the form of a method supported by the description of the embodiments.

【0037】[0037]

【実施例】(実施例1)図1は、実施例1である“撮像装
置”の要部である、フィードバック方式のOBクランプ
回路の構成を示すブロック図である。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a feedback type OB clamp circuit, which is a main part of an "imaging device" according to a first embodiment.

【0038】まず、図1の構成について説明する。First, the configuration of FIG. 1 will be described.

【0039】1は被写体の光学像を電気信号に変換する
CCD(CCDイメージセンサ)であり、このCDD1
から出力される撮像信号が、CDS(相関2重サンプリ
ング)回路と呼ばれる回路2に入力されてリセットノイ
ズが除去された後に、オフセット加算回路3に入力され
て所定のオフセット電圧が加算されて、そのオフセット
加算出力が可変増幅器4に入力される。
Reference numeral 1 denotes a CCD (CCD image sensor) for converting an optical image of a subject into an electric signal.
The image pickup signal output from is input to a circuit 2 called a CDS (correlation double sampling) circuit to remove reset noise, and then input to an offset adding circuit 3 to add a predetermined offset voltage, The offset addition output is input to the variable amplifier 4.

【0040】また、CDS回路2は、端子6より入力さ
れた所定の基準電圧VREFを撮像信号のフィードスル
ー部の基準とするCDS回路を成しており、同様に、可
変増幅器4は、基準電圧VREFを撮像信号の直流増幅
の基準とする直流増幅器を成している。
Further, the CDS circuit 2 constitutes a CDS circuit in which a predetermined reference voltage VREF inputted from the terminal 6 is used as a reference of the feedthrough portion of the image pickup signal, and similarly, the variable amplifier 4 has the reference voltage VREF. It forms a DC amplifier using VREF as a reference for DC amplification of an image pickup signal.

【0041】可変増幅器4は、CCD1の出力感度ばら
つきを補正したり、撮像装置の感度設定を切り換えるた
めのゲイン可変手段であるが、以降、本実施例において
は、撮像装置のクランプ動作を簡略かつ明確に説明する
ために、ゲイン1倍として簡易的に扱うものとする。
The variable amplifier 4 is a gain changing means for correcting the output sensitivity variation of the CCD 1 and switching the sensitivity setting of the image pickup device. In the following, in the present embodiment, the clamp operation of the image pickup device will be simplified. For the sake of clear explanation, it will be simply treated as a gain of 1.

【0042】可変増幅器4からの増幅出力信号は、一方
で、不図示の画像処理・記録・表示回路に入力されると
ともに、他方で、サンプルホールド回路7に入力され、
端子9より入力されたOB画素の読み出しタイミングに
同期するOBクランプパルスによって、サンプルホール
ドされたOBレベルが、積分アンプ5(請求項の負帰還
信号生成手段に相当する)に入力される。
The amplified output signal from the variable amplifier 4 is input to an image processing / recording / display circuit (not shown) on the one hand, and to the sample hold circuit 7 on the other hand,
The OB level sampled and held by the OB clamp pulse synchronized with the read timing of the OB pixel input from the terminal 9 is input to the integrating amplifier 5 (corresponding to the negative feedback signal generating means in the claims).

【0043】積分アンプ5は、コンデンサ5b,抵抗5
cとにより所定の積分時定数を成しており、前記サンプ
ルホールドされたOBレベルと、端子6より入力される
所定の基準電圧VREFとの差分電圧(クランプ誤差電
圧)が前記積分時定数にて積分されるとともに、その出
力(電圧VREFからのずれ量)が、減算値としてオフ
セット加算回路3に入力されて減算されるフィードバッ
ク制御の構成になっている。
The integrating amplifier 5 includes a capacitor 5b and a resistor 5
c forms a predetermined integration time constant, and a differential voltage (clamp error voltage) between the sampled and held OB level and a predetermined reference voltage VREF input from the terminal 6 is the integration time constant. In addition to being integrated, the output (deviation amount from the voltage VREF) is input to the offset addition circuit 3 as a subtraction value and subtracted by the feedback addition circuit 3.

【0044】さらに積分アンプ5は、振幅制限用ダイオ
ード5eおよび5fがそれぞれアノードとカソードの極
性を逆向きにしてコンデンサ5bと並列に接続されるこ
とで、積分アンプ5に入力されたクランプ誤差電圧に対
して、その積分アンプ5の出力を一定の電圧振幅(ダイ
オード5e,5fの順方向電圧でそれぞれ向きが逆)で
制限する働きをする。
Further, in the integrating amplifier 5, the amplitude limiting diodes 5e and 5f are connected in parallel with the capacitor 5b with the polarities of the anode and the cathode reversed, so that the clamp error voltage input to the integrating amplifier 5 can be adjusted. On the other hand, it functions to limit the output of the integrating amplifier 5 with a constant voltage amplitude (the forward voltages of the diodes 5e and 5f are opposite in direction).

【0045】可変増幅器4の出力信号1CのOBレベル
が直流電圧レベルVREFにクランプされて収束する際
の様子は、前記従来例の図5に示した例と全く同様であ
るので、ここでは図示しない。
The manner in which the OB level of the output signal 1C of the variable amplifier 4 is clamped to the DC voltage level VREF and converges is exactly the same as that of the conventional example shown in FIG. 5, and is not shown here. .

【0046】CCD出力1AのOB画素出力は、CDS
(相関2重サンプリング)回路2の働きにより、基準電
圧VREFに比較的近い直流電圧を保っているが、実際
には、CCD1のフィードスルー成分と信号成分との差
成分(CCDオフセット)および、撮像素子の温度に依
存する暗電流成分が重畳されてオフセット誤差を有して
いる(通常、数ミリ〜数十ミリボルト)。
The OB pixel output of the CCD output 1A is the CDS
Although the DC voltage relatively close to the reference voltage VREF is maintained by the function of the (correlation double sampling) circuit 2, the difference component (CCD offset) between the feedthrough component and the signal component of the CCD 1 and the imaging A dark current component depending on the temperature of the element is superimposed and has an offset error (usually several millimeters to several tens of millivolts).

【0047】このオフセット誤差は、撮像素子ごとにば
らつき、また、温度により変動する。そして、このオフ
セット誤差が可変増幅器4によって増幅されて最終的
に、撮像信号の黒レベル変動VERRとして出力され
る。
This offset error varies from image sensor to image sensor and also changes depending on the temperature. Then, this offset error is amplified by the variable amplifier 4 and finally output as the black level fluctuation VERR of the image pickup signal.

【0048】黒レベル変動VERRは、サンプルホール
ド回路7および積分アンプ5によって、VREF電圧の
差分として検出され、積分されて、積分出力信号1Bと
して出力され、出力1Bの電圧VREFからのずれ量が
CDS回路2の出力信号1Aより減算される。
The black level fluctuation VERR is detected by the sample-hold circuit 7 and the integrating amplifier 5 as a difference in VREF voltage, integrated, and output as an integrated output signal 1B. The deviation amount of the output 1B from the voltage VREF is CDS. It is subtracted from the output signal 1A of the circuit 2.

【0049】このとき、前記オフセット誤差による積分
出力に対して電圧を制限することの無いように、これよ
りも大きな順方向電圧を持つダイオード素子5eおよび
5fが選定されるものとする。
At this time, it is assumed that the diode elements 5e and 5f having a forward voltage larger than this are selected so as not to limit the voltage to the integrated output due to the offset error.

【0050】これによって、OBクランプパルス1Dの
出力毎に、この動作が繰り返されることにより、積分出
力1Bおよび可変増幅器4の出力信号のOB画素出力
は、基準電圧VREFへと収束する。
As a result, this operation is repeated for each output of the OB clamp pulse 1D, whereby the OB pixel output of the integrated output 1B and the output signal of the variable amplifier 4 converges to the reference voltage VREF.

【0051】次に、本実施例におけるブルーミング発生
時のクランプ動作を説明する。
Next, a clamp operation when blooming occurs in this embodiment will be described.

【0052】図2は、本実施例におけるブルーミング発
生時のクランプ動作を説明するための各部の動作波形を
示したものである。
FIG. 2 shows operation waveforms of the respective parts for explaining the clamp operation when blooming occurs in this embodiment.

【0053】CDS出力1AのOB出力は、ブルーミン
グの発生にともない急速に上昇しCCD飽和レベルVS
ATに達する。PGA出力1CのOB出力は、最初、C
DS出力1AのOB出力上昇に合わせて上昇を開始し、
サンプルホールド回路7を通じて積分アンプ5へ入力さ
れて、積分アンプ5で設定された時定数による応答時間
で、上昇したCDS出力1AのOBレベルに対してゆる
やかに基準電圧VREFまで引き下げるように働く。
The OB output of the CDS output 1A rises rapidly with the occurrence of blooming, and the CCD saturation level VS
Reach AT. The OB output of PGA output 1C is initially C
As the OB output of DS output 1A rises, it starts to rise,
It is input to the integrating amplifier 5 through the sample-hold circuit 7 and acts so as to gently reduce to the reference voltage VREF with respect to the increased OB level of the CDS output 1A with a response time according to the time constant set by the integrating amplifier 5.

【0054】しかし、急速にCCD飽和レベルVSAT
まで上昇したOB出力に対して、積分アンプ5に入力さ
れたOB変動VSATはそのまま積分されることはな
く、ダイオード5eおよび5fとで構成された振幅制限
器によって所定の電圧VCLIPでオフセット加算器3
への減算量を制限される。
However, the CCD saturation level VSAT is rapidly increased.
The OB fluctuation VSAT input to the integrating amplifier 5 is not integrated as it is with respect to the OB output that has risen up to the OB output.
The amount of subtraction to is limited.

【0055】そのために、通常のクランプ動作時のよう
に積分出力1Bおよび可変増幅器4の出力信号のOB画
素出力は基準電圧VREFへと収束するのではなく、振
幅制限電圧VCLIPに収束する。
Therefore, the OB pixel output of the integrated output 1B and the output signal of the variable amplifier 4 does not converge to the reference voltage VREF as in the normal clamp operation, but to the amplitude limit voltage VCLIP.

【0056】このとき、可変増幅器4のOB出力は本来
の正しいOB出力レベルに対して、おおよそVCLIP
電圧分だけ上昇したところで基準電圧VREFにクラン
プされることになるので、撮像信号としては、電圧VC
LIPによる上昇分だけが黒沈みする結果となる。した
がって、VCLIP電圧を適切に設定することによりク
ランプ後の撮像信号の黒沈みを抑えることができる。
At this time, the OB output of the variable amplifier 4 is approximately VCLIP with respect to the original correct OB output level.
Since it is clamped to the reference voltage VREF when it rises by the voltage, the image pickup signal is the voltage VC.
Only the rise due to LIP will result in black sinking. Therefore, by appropriately setting the VCLIP voltage, it is possible to suppress the blackening of the image pickup signal after clamping.

【0057】CCDのブルーミングが解消した後には、
今度は、可変増幅器4のOB出力は本来の正しいOB出
力レベルに対して、ブルーミングにより上昇したVCL
IP電圧の変動分だけ基準電圧VREFに引き上げられ
る。したがって、VCLIP電圧を適切に設定すること
により、クランプ後の撮像信号が正しいOB出力レベル
に復帰するのに要する時間も短縮することができる。
After the blooming of the CCD is resolved,
This time, the OB output of the variable amplifier 4 is higher than the original correct OB output level by the VCL increased by blooming.
It is raised to the reference voltage VREF by the variation of the IP voltage. Therefore, by appropriately setting the VCLIP voltage, the time required for the image pickup signal after clamping to return to the correct OB output level can be shortened.

【0058】たとえば、CCD飽和レベルVSATが1
Vのとき、VCLIP電圧を0.2Vで設定すれば、ブ
ルーミングに際して、黒沈み量と復帰時間を、およそ5
分の1に抑えることができる。
For example, the CCD saturation level VSAT is 1
If the VCLIP voltage is set to 0.2 V at V, the amount of black sunken and the recovery time during blooming will be approximately 5
It can be reduced to one-third.

【0059】また、クランプの基本的な動作を簡略に説
明するために、本実施例では、可変増幅器4のゲインを
1倍の扱いとしたが、可変増幅器4のゲイン設定によっ
てオフセット加算回路3におけるオフセット補正量がゲ
イン倍されることを考えれば、適切なVCLIP電圧が
ゲイン設定値を考慮して決定されることは言うまでもな
い。
Further, in order to briefly explain the basic operation of the clamp, in the present embodiment, the gain of the variable amplifier 4 is treated as one time, but the gain of the variable amplifier 4 is set in the offset addition circuit 3. It is needless to say that an appropriate VCLIP voltage is determined in consideration of the gain setting value, considering that the offset correction amount is multiplied by the gain.

【0060】(実施例2)ところで、前記実施例1で示
したダイオードの素子特性(ダイオードの順方向電圧)
を利用した帰還制限手段では、制限すべき電圧レベル
(VCLIP電圧)を素子特性に依存するために、高精
度で調整することができない。
(Embodiment 2) By the way, element characteristics of the diode shown in Embodiment 1 (forward voltage of the diode)
In the feedback limiting means utilizing the above, the voltage level (VCLIP voltage) to be limited depends on the element characteristics, and therefore cannot be adjusted with high accuracy.

【0061】また、ブルーミングによるOB変動を制限
するのに適切なVCLIP電圧は可変増幅器の設定ゲイ
ンに依存する。
Further, the VCLIP voltage suitable for limiting the OB fluctuation due to blooming depends on the set gain of the variable amplifier.

【0062】そこで、可変増幅器の設定ゲインに応じて
VCLIP電圧を切り換えることにより、撮像装置の感
度可変幅である低ゲインから高ゲインまでのすべての範
囲において同様の効果が得られるようにその構成および
動作を工夫したものが、これから説明する実施例2であ
る。
Therefore, by switching the VCLIP voltage in accordance with the set gain of the variable amplifier, the same effect can be obtained in all ranges from low gain to high gain, which is the sensitivity variable width of the image pickup apparatus. The second embodiment to be described below is one in which the operation is devised.

【0063】図3は、実施例2である“撮像装置”の要
部の構成を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing the structure of the main part of the "imaging device" according to the second embodiment.

【0064】図3の構成について説明する。The configuration of FIG. 3 will be described.

【0065】31は被写体の光学像を電気信号に変換す
るCCD(CCDイメージセンサ)であり、このCDD
32から出力される撮像信号が、CDS(相関2重サン
プリング)回路と呼ばれる回路32に入力されてリセッ
トノイズが除去された後に、オフセット加算回路35に
入力されて所定のオフセット電圧が加算されて、そのオ
フセット加算出力が可変増幅器38に入力される。
Reference numeral 31 is a CCD (CCD image sensor) for converting an optical image of a subject into an electric signal.
The image pickup signal output from 32 is input to a circuit 32 called a CDS (correlation double sampling) circuit to remove reset noise, and then input to an offset addition circuit 35 to add a predetermined offset voltage, The offset addition output is input to the variable amplifier 38.

【0066】また、CDS回路32は、端子33より入
力された所定の基準電圧VREFを撮像信号のフィード
スルー部の基準とするCDS回路を成しており、同様
に、可変増幅器38は、基準電圧VREFを撮像信号の
直流増幅の基準とする直流増幅器を成している。
Further, the CDS circuit 32 constitutes a CDS circuit which uses the predetermined reference voltage VREF input from the terminal 33 as a reference of the feedthrough portion of the image pickup signal. Similarly, the variable amplifier 38 has the reference voltage VREF. It forms a DC amplifier using VREF as a reference for DC amplification of an image pickup signal.

【0067】可変増幅器38は、CCD1の出力感度ば
らつきを補正したり、撮像装置の感度設定を切り換える
ためのゲイン可変手段である。
The variable amplifier 38 is a gain varying means for correcting the output sensitivity variation of the CCD 1 and switching the sensitivity setting of the image pickup device.

【0068】可変増幅器38からの増幅出力信号は、A
/D変換器39に入力されてデジタル信号に変換され
る。デジタル信号に変換された撮像信号は、一方で、不
図示の画像処理・記録・表示回路に入力されるととも
に、他方で、デジタル演算回路42に入力されてデジタ
ル信号の中に含まれるOBレベルが抽出されて電流DA
C40(D/A変換器)を介してアナログ電流値に変換
されて出力される。
The amplified output signal from the variable amplifier 38 is A
It is input to the / D converter 39 and converted into a digital signal. The image pickup signal converted into a digital signal is input to an image processing / recording / display circuit (not shown) on the one hand, and on the other hand, is input to the digital arithmetic circuit 42 and the OB level contained in the digital signal is Current DA extracted
It is converted to an analog current value via C40 (D / A converter) and output.

【0069】デジタル演算回路42および電流DAC4
0には、端子43よりOB画素の読み出しタイミングに
同期するOBクランプパルスが入力されており、これに
よりOBレベルの抽出および電流DAC40の駆動が行
われる。
Digital arithmetic circuit 42 and current DAC 4
An OB clamp pulse synchronized with the read timing of the OB pixel is input to the terminal 0 from 0, whereby the OB level is extracted and the current DAC 40 is driven.

【0070】電流DAC40の出力は一端を接地された
コンデンサ37に接続されており、出力電流をコンデン
サ37に充放電することによって、前記抽出されたOB
レベルが電流値とコンデンサ37によって構成される所
定の時定数にて積分されるとともに、その出力がバッフ
ァ回路36を介して減算値としてオフセット加算回路3
5に入力されて減算されるフィードバック制御の構成に
なっている。
The output of the current DAC 40 is connected to the capacitor 37 whose one end is grounded. By charging and discharging the output current to the capacitor 37, the extracted OB is extracted.
The level is integrated with a predetermined time constant composed of the current value and the capacitor 37, and the output is offset via the buffer circuit 36 as a subtraction value
It has a configuration of feedback control in which it is input to 5 and subtracted.

【0071】さらに電流DAC40の出力には、電圧制
限回路34が接続される。電圧制限回路34は、NPN
トランジスタ34b,PNPトランジスタ34d,抵抗
34cとで構成されており、相補特性のトランジスタ3
4b,34dで形成されたエミッタフォロアバッファが
従属に接続されており、その出力が電流DAC40の出
力に接続されている。
Further, a voltage limiting circuit 34 is connected to the output of the current DAC 40. The voltage limiting circuit 34 is an NPN.
Comprising a transistor 34b, a PNP transistor 34d, and a resistor 34c, the transistor 3 having complementary characteristics
An emitter follower buffer formed by 4b and 34d is connected in a subordinate manner, and its output is connected to the output of the current DAC 40.

【0072】端子34aより与えられた制限電圧VCL
IPは、トランジスタによる電圧温度ドリフトがキャン
セルされる形でDAC40の出力へと伝達される。
Limiting voltage VCL applied from terminal 34a
The IP is transmitted to the output of the DAC 40 so that the voltage temperature drift due to the transistor is canceled.

【0073】電流DAC40の出力電流とコンデンサ3
7により積分出力された電圧が制限電圧VCLIPより
小さい場合には、トランジスタ34dがカットオフして
トランジスタ34dのエミッタにはほとんど電流が流れ
ないので、電圧制限回路34は電気的に電流DAC40
の出力から切り離された状態となり、制限電圧VCLI
Pより大きい場合には、トランジスタ34dのエミッタ
を通じてコンデンサ37より電流が引き出されること
で、電流DAC40の出力は制限電圧VCLIPで制限
される。
Output current of current DAC 40 and capacitor 3
When the voltage integrated and output by 7 is smaller than the limit voltage VCLIP, the transistor 34d is cut off, and almost no current flows through the emitter of the transistor 34d. Therefore, the voltage limit circuit 34 is electrically connected to the current DAC 40.
Is cut off from the output of the
When it is larger than P, a current is drawn from the capacitor 37 through the emitter of the transistor 34d, and the output of the current DAC 40 is limited by the limit voltage VCLIP.

【0074】可変増幅器38の出力信号のOBレベルが
直流電圧レベルVREFにクランプされて収束する際の
様子は、すでに説明した従来例の図5に示した例と全く
同様であるので、ここでは図示しない。
The situation when the OB level of the output signal of the variable amplifier 38 is clamped to the DC voltage level VREF and converges is exactly the same as that of the conventional example shown in FIG. do not do.

【0075】CCD出力のOB画素出力は、CDS(相
関2重サンプリング)回路32の働きにより、基準電圧
VREFに比較的近い直流電圧を保っているが、実際に
は、CCD1のフィードスルー成分と信号成分との差成
分(CCDオフセット)および、撮像素子の温度に依存
する暗電流成分が重畳されてオフセット誤差を有してい
る(通常、数ミリ〜数十ミリボルト)。
The OB pixel output of the CCD output maintains a DC voltage relatively close to the reference voltage VREF by the function of the CDS (correlation double sampling) circuit 32, but in reality, the feedthrough component of the CCD 1 and the signal. A difference component (CCD offset) from the component and a dark current component depending on the temperature of the image sensor are superposed to have an offset error (usually several millimeters to tens of millivolts).

【0076】このオフセット誤差は、撮像素子ごとにば
らつき、また、温度により変動する。そして、このオフ
セット誤差が可変増幅器38によって増幅されて最終的
に、撮像信号の黒レベル変動VERRとして出力され
る。
This offset error varies from image sensor to image sensor and also varies depending on temperature. Then, this offset error is amplified by the variable amplifier 38 and finally output as the black level fluctuation VERR of the image pickup signal.

【0077】黒レベル変動VERRは、デジタル演算回
路42,電流DAC40によって検出され、積分され
て、バッファ回路36を介して積分出力信号としてCD
S回路32の出力信号より減算される。
The black level fluctuation VERR is detected by the digital operation circuit 42 and the current DAC 40, integrated, and passed through the buffer circuit 36 as a CD output as an integrated output signal.
It is subtracted from the output signal of the S circuit 32.

【0078】OBクランプパルスの出力毎に、この動作
が繰り返されることにより、黒レベル変動VERRはゼ
ロに近づき、CDS回路32のOB出力が基準電圧VR
EFに近づくとともに、これに対応してA/D変換後の
OBレベルも所定の目標値へと収束する。
By repeating this operation for each output of the OB clamp pulse, the black level fluctuation VERR approaches zero, and the OB output of the CDS circuit 32 becomes the reference voltage VR.
As it approaches EF, the OB level after A / D conversion also converges to a predetermined target value correspondingly.

【0079】ここで、端子34aより与えられる制限電
圧VCLIPは、不図示のシステム電圧制御用のDA変
換器により供給される制御電圧とし、増幅器38のゲイ
ン設定値に応じて可変設定されうるものとする。
Here, the limiting voltage VCLIP given from the terminal 34a is a control voltage supplied by a DA converter for system voltage control (not shown), and can be variably set according to the gain setting value of the amplifier 38. To do.

【0080】すなわち、ゲイン設定値が1倍のときの基
準電圧VREFに対する振幅変動の制限量をAとし、か
つ、ゲイン設定値が1倍のときの基準電圧VREFに対
する振幅変動の制限量Aは、前記撮像素子のもつオフセ
ット誤差を超えない、すなわち、オフセット誤差による
変動量を制限することのない制限量に設定されるものと
する。
That is, the limiting amount of the amplitude variation with respect to the reference voltage VREF when the gain setting value is 1 is A, and the limiting amount A of the amplitude variation with respect to the reference voltage VREF when the gain setting value is 1 is It is assumed that the offset error of the image sensor is not exceeded, that is, the variation amount due to the offset error is not limited.

【0081】このとき、 ゲイン設定値が1倍のときの制限電圧VCLIPは、V
REF+A ゲイン設定値が2倍のときの制限電圧VCLIPは、V
REF+A/2 ゲイン設定値が4倍のときの制限電圧VCLIPは、V
REF+A/4 という具合に、振幅変動の制限量が、ゲイン設定値と反
比例に設定して切り換えて与えられる。
At this time, the limit voltage VCLIP when the gain setting value is 1 is V
REF + A The limit voltage VCLIP when the gain setting value is double is V
REF + A / 2 Limit voltage VCLIP when the gain setting value is 4 times is V
For example, REF + A / 4, the limiting amount of the amplitude variation is set by being inversely proportional to the gain setting value and is given by switching.

【0082】このような具合に制限電圧VCLIPを設
定することで、可変増幅器38のゲイン設定値が、1
倍,2倍,4倍のいづれの場合においても、可変増幅器
38の出力側に対応する制限電圧を一定電圧Aに保つこ
とができる。
By setting the limit voltage VCLIP in such a manner, the gain setting value of the variable amplifier 38 becomes 1
In any case of double, double, and quadruple, the limiting voltage corresponding to the output side of the variable amplifier 38 can be maintained at the constant voltage A.

【0083】次に、本実施例におけるブルーミング発生
時のクランプ動作を説明する。
Next, a clamp operation when blooming occurs in this embodiment will be described.

【0084】ブルーミング発生時のクランプ動作を説明
するための各部の動作波形であるが、実施例1の説明で
用いた図2の様子とほぼ同様であるので、図2を用いて
(差異の部分を含めて)以下に説明する。
The operation waveforms of the respective parts for explaining the clamp operation at the time of blooming are almost the same as those of FIG. 2 used in the description of the first embodiment, and therefore FIG. (Including) will be described below.

【0085】CDS31の出力である1AのOB出力
は、ブルーミングの発生にともない急速に上昇しCCD
飽和レベルVSATに達する。PGA38の出力である
1CのOB出力は、最初、CDS出力1AのOB出力上
昇に合わせて上昇を開始し、AD変換器39およびをデ
ジタル演算回路42、電流DAC40を通じてコンデン
サ37へ電流値として入力されて、電流DAC40とコ
ンデンサ37とで設定された時定数による応答時間で、
積分出力1Bとして、上昇したCDS出力1AのOBレ
ベルに対してゆるやかに基準電圧VREFまで引き下げ
るように働く。
The OB output of 1A, which is the output of the CDS 31, rises rapidly with the occurrence of blooming, and the CCD
The saturation level VSAT is reached. The OB output of 1C, which is the output of the PGA 38, starts to rise in accordance with the rise of the OB output of the CDS output 1A, and is input as a current value to the capacitor 37 through the AD converter 39 and the digital arithmetic circuit 42 and the current DAC 40. Is the response time according to the time constant set by the current DAC 40 and the capacitor 37,
As the integrated output 1B, it works so as to gently reduce to the reference voltage VREF with respect to the increased OB level of the CDS output 1A.

【0086】しかし、急速にCCD飽和レベルVSAT
まで上昇したOB出力に対して、コンデンサ37に入力
された電流値がはそのまま積分されてOB変動VSAT
に電圧上昇することはなく、電圧制限回路34によって
所定の電圧VCLIPでオフセット加算器35への減算
量が制限される。
However, the CCD saturation level VSAT is rapidly increased.
The current value input to the capacitor 37 is integrated as it is with respect to the OB output that has risen to OB fluctuation VSAT.
The voltage limiting circuit 34 limits the amount of subtraction to the offset adder 35 by the predetermined voltage VCLIP.

【0087】そのために、通常のクランプ動作時のよう
に積分出力1Bおよび可変増幅器38の出力信号のOB
画素出力は基準電圧VREFへと収束するのではなく、
振幅制限電圧VCLIPに収束する。
Therefore, the OB of the output signal of the integrated output 1B and the variable amplifier 38 is the same as in the normal clamp operation.
The pixel output does not converge to the reference voltage VREF, but
It converges to the amplitude limit voltage VCLIP.

【0088】このとき、可変増幅器38のOB出力は本
来の正しいOB出力レベルに対して、おおよそVCLI
P電圧分だけ上昇したところで基準電圧VREFにクラ
ンプされることになるので、撮像信号としては、電圧V
CLIPによる上昇分だけが黒沈みが減少する結果とな
る。したがって、VCLIP電圧を適切に設定すること
によりクランプ後の撮像信号の黒沈みを抑えることがで
きる。
At this time, the OB output of the variable amplifier 38 is approximately VCLI with respect to the original correct OB output level.
Since the voltage is clamped to the reference voltage VREF when it rises by the amount of P voltage, the voltage V
Only the increase due to CLIP results in a decrease in black sinking. Therefore, by appropriately setting the VCLIP voltage, it is possible to suppress the blackening of the image pickup signal after clamping.

【0089】CCDのブルーミングが解消した後には、
今度は、可変増幅器38のOB出力は本来の正しいOB
出力レベルに対して、ブルーミングにより上昇したVC
LIP電圧の変動分だけ基準電圧VREFに引き上げら
れる。したがって、VCLIP電圧を適切に設定するこ
とにより、クランプ後の撮像信号が正しいOB出力レベ
ルに復帰するのに要する時間も短縮することができる。
After the blooming of the CCD is resolved,
This time, the OB output of the variable amplifier 38 is the original correct OB.
VC increased by blooming against output level
The fluctuation of the LIP voltage is raised to the reference voltage VREF. Therefore, by appropriately setting the VCLIP voltage, the time required for the image pickup signal after clamping to return to the correct OB output level can be shortened.

【0090】たとえば、CCD飽和レベルVSATが1
Vのとき、(VCLIP−VREF)電圧を、0.2V
で設定すれば、ブルーミングに際して、黒沈み量と復帰
時間を、およそ5分の1に抑えることができる。
For example, the CCD saturation level VSAT is 1
When V, (VCLIP-VREF) voltage, 0.2V
By setting with, it is possible to suppress the amount of black sunken amount and the recovery time to about 1/5 during blooming.

【0091】そして、すでに説明したように、前記(V
CLIP−VREF)電圧は、可変増幅器38のゲイン
に依らず、一定の振幅制限量Aに設定されるので、前記
黒沈み量と復帰時間も、可変増幅器38のゲインに依ら
ず、一定の効果が実現できる。
Then, as described above, (V
Since the CLIP-VREF) voltage is set to a constant amplitude limiting amount A irrespective of the gain of the variable amplifier 38, the black sunken amount and the recovery time also have a constant effect irrespective of the gain of the variable amplifier 38. realizable.

【0092】なお、実施例1,2においては、従来例に
おける装置構成と対比するために、従来例の装置構成を
ベースに、撮像素子,CDS回路,オフセット加算器,
ゲイン可変増幅器の順番で信号処理の構成を成した一例
を説明したものだが、本発明の、オフセット加算器への
オフセット加算を制限する、即ち、撮像手段の素子ばら
つきや温度特性および増幅手段による変動量をおおよそ
逸脱する負帰還信号に対して帰還制限を行うという主旨
に基づけば、必ずしも、信号処理の順番は前述の構成に
限定されるものではない。
In the first and second embodiments, the image pickup device, the CDS circuit, the offset adder,
Although an example in which the configuration of the signal processing is configured in the order of the variable gain amplifier is described, the offset addition to the offset adder of the present invention is limited, that is, the element variation of the image pickup means and the variation due to the temperature characteristic and the amplifying means. The order of signal processing is not necessarily limited to the above-described configuration, based on the principle of limiting the feedback of the negative feedback signal that deviates from the amount.

【0093】[0093]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
CCDのブルーミングの発生によって、たとえCCD出
力に適正レベルを大きく逸脱するOBレベル変動が発生
したとしても、フィードバッククランプ回路の帰還信号
に適切な帰還制限手段を設けることによりオフセット加
算量が制限されるので、OB出力を大きく誤った黒レベ
ルに追従して撮像信号に黒沈みを生じるという問題のな
い撮像信号を得ることができる。
As described above, according to the present invention,
Even if OB level fluctuations that greatly deviate from the proper level occur in the CCD output due to the occurrence of CCD blooming, the amount of offset addition is limited by providing an appropriate feedback limiting means for the feedback signal of the feedback clamp circuit. , OB output can be obtained by following an erroneous black level and causing no problem of black sunkenness in the image pickup signal.

【0094】また、CCDのブルーミングが解消した後
も、正常なOBレベルへの復帰が速やかに行えるので、
応答性に優れた撮像信号を得ることができる。
Further, even after the blooming of the CCD is resolved, the normal OB level can be quickly restored.
An image pickup signal with excellent responsiveness can be obtained.

【0095】また、請求項4,8,10記載の発明によ
れば、前記可変増幅手段のゲインに応じて、負帰還信号
に対する帰還制限レベルを可変するので、前記黒沈み量
と復帰時間について、撮像装置の感度可変幅である低ゲ
インから高ゲインまでのすべての範囲において、感度に
よらない効果の安定した撮像信号を得ることができる。
Further, according to the present invention, the feedback limit level for the negative feedback signal is varied according to the gain of the variable amplifying means. In the entire range from low gain to high gain, which is the sensitivity variable width of the image pickup apparatus, it is possible to obtain an image pickup signal with a stable effect regardless of the sensitivity.

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

【図1】 実施例1の要部構成を示すブロック図FIG. 1 is a block diagram showing a main configuration of a first embodiment.

【図2】 ブルーミング発生時のクランプ動作の説明図FIG. 2 is an explanatory diagram of a clamp operation when blooming occurs.

【図3】 実施例2の要部構成を示すブロック図FIG. 3 is a block diagram showing the main configuration of the second embodiment.

【図4】 従来例の構成を示すブロック図FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a conventional example.

【図5】 クランプ動作の説明図FIG. 5 is an explanatory diagram of a clamp operation.

【図6】 従来例におけるブルーミング発生時のクラン
プ動作の説明図
FIG. 6 is an explanatory diagram of a clamp operation when blooming occurs in a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 CCD 2 CDS回路 3 オフセット加算回路 4 可変増幅器 5 積分アンプ 5e,5f 振幅制限器 6 基準電圧VREF 7 サンプルホールド回路 1 CCD 2 CDS circuit 3 Offset addition circuit 4 variable amplifier 5 integrating amplifier 5e, 5f Amplitude limiter 6 Reference voltage VREF 7 Sample and hold circuit

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被写体を撮像素子上に光学的に結像する
結像手段と、前記被写体の光学像を電気信号に変換する
撮像素子と、前記撮像素子による光電変換後の電気信号
に対して、直流電圧を加算するオフセット加算手段と、
所定ゲインあるいは可変ゲインで増幅する増幅手段と、
前記オフセット加算手段によるオフセット加算処理およ
び前記増幅手段による増幅処理後の撮像信号に対して該
撮像信号に含まれる光学的黒レベルをサンプルホールド
するサンプルホールド手段と、所定の基準値と前記サン
プルホールド手段により保持された光学的黒レベルの差
分にもとづいて、負帰還信号として前記直流電圧を発生
する負帰還信号発生手段とを備えた撮像装置において、 前記負帰還信号発生手段に帰還制限手段を設けて、前記
オフセット加算手段において加算される前記直流電圧を
制限することを特徴とする撮像装置。
1. An image forming means for optically forming an image of a subject on an image pickup device, an image pickup device for converting an optical image of the subject into an electric signal, and an electric signal after photoelectric conversion by the image pickup device. Offset adding means for adding a DC voltage,
Amplification means for amplifying with a predetermined gain or a variable gain,
Sample hold means for sample-holding the optical black level included in the image pickup signal after the image pickup signal after the offset addition processing by the offset addition means and the amplification processing by the amplification means, a predetermined reference value and the sample hold means In the image pickup apparatus having a negative feedback signal generating means for generating the DC voltage as a negative feedback signal based on the difference in the optical black level held by, the negative feedback signal generating means is provided with feedback limiting means. An imaging apparatus, wherein the DC voltage added by the offset adding means is limited.
【請求項2】 請求項1記載の撮像装置において、 前記負帰還信号発生手段は、前記撮像手段の光学的黒レ
ベルの変動に対して、所定の積分時定数を有することを
特徴とする撮像装置。
2. The image pickup apparatus according to claim 1, wherein the negative feedback signal generating means has a predetermined integration time constant with respect to a change in the optical black level of the image pickup means. .
【請求項3】 請求項1記載の撮像装置において、 前記帰還制限手段は、前記撮像素子のばらつきや温度特
性および前記増幅手段による変動量を逸脱する負帰還信
号に対して帰還制限を行うことを特徴とする撮像装置。
3. The image pickup apparatus according to claim 1, wherein the feedback limiting unit limits feedback of a negative feedback signal that deviates from variations in the image pickup element, temperature characteristics, and fluctuation amounts of the amplifying unit. A characteristic imaging device.
【請求項4】 請求項1記載の撮像装置において、前記
帰還制限手段は、前記増幅手段のゲインに応じて、負帰
還信号に対する帰還制限レベルを可変することを特徴と
する撮像装置。
4. The image pickup apparatus according to claim 1, wherein the feedback limiting unit varies a feedback limiting level for a negative feedback signal according to a gain of the amplifying unit.
【請求項5】 被写体を撮像素子上に光学的に結像する
結像手段と、前記被写体の光学像を電気信号に変換する
撮像素子と、前記撮像素子による光電変換後の電気信号
に対して、直流電圧を加算するオフセット加算手段と、
所定ゲインあるいは可変ゲインで増幅する増幅手段と、
前記オフセット加算手段によるオフセット加算処理およ
び前記増幅手段による増幅処理後のアナログ撮像信号を
デジタル信号に変換するAD変換手段と、前記AD変換
手段により得られたデジタル信号に含まれる光学的黒レ
ベルを抽出する光学的黒レベル抽出手段と、所定の基準
値と前記光学的黒レベル抽出手段により抽出された光学
的黒レベルとの差分にもとづいて、負帰還信号として前
記直流電圧を発生する負帰還信号発生手段とを備えた撮
像装置において、 前記負帰還信号発生手段に帰還制限手段を設けて、前記
オフセット加算手段において加算される前記直流電圧を
制限することを特徴とする撮像装置。
5. An image forming means for optically forming an image of a subject on an image pickup device, an image pickup device for converting an optical image of the subject into an electric signal, and an electric signal after photoelectric conversion by the image pickup device. Offset adding means for adding a DC voltage,
Amplification means for amplifying with a predetermined gain or a variable gain,
AD conversion means for converting the analog image pickup signal after the offset addition processing by the offset addition means and the amplification processing by the amplification means into a digital signal, and the optical black level included in the digital signal obtained by the AD conversion means is extracted. And a negative feedback signal generating means for generating the DC voltage as a negative feedback signal based on a difference between a predetermined reference value and the optical black level extracted by the optical black level extracting means. And a feedback limiting unit provided in the negative feedback signal generating unit to limit the DC voltage added by the offset adding unit.
【請求項6】 請求項5記載の撮像装置において、 前記負帰還信号生成手段は、前記光学的黒レベルの変動
に対して、所定の積分時定数を有することを特徴とする
撮像装置。
6. The image pickup device according to claim 5, wherein the negative feedback signal generation means has a predetermined integration time constant with respect to the fluctuation of the optical black level.
【請求項7】 請求項5記載の撮像装置において、 前記帰還制限手段は、前記撮像素子のばらつきや温度特
性および前記増幅手段による変動量を逸脱する負帰還信
号に対して帰還制限を行うことを特徴とする撮像装置。
7. The image pickup apparatus according to claim 5, wherein the feedback limiting unit limits feedback of a negative feedback signal that deviates from variations in the image pickup element, temperature characteristics, and fluctuation amounts of the amplifying unit. A characteristic imaging device.
【請求項8】 請求項5記載の撮像装置において、 前記帰還制限手段は、前記増幅手段のゲインに応じて、
負帰還信号に対する帰還制限レベルを可変することを特
徴とする撮像装置。
8. The image pickup device according to claim 5, wherein the feedback limiting unit is responsive to a gain of the amplifying unit.
An image pickup device characterized by varying a feedback limit level for a negative feedback signal.
【請求項9】 撮影素子からの電気信号を増幅する増幅
手段と、この増幅手段を含むフィードバック方式のOB
クランプ回路とを備えた撮像装置の撮像方法であって、 前記OBクランプ回路における負帰還信号の振幅を所定
値以下に制限することを特徴とする撮像装置の撮像方
法。
9. An amplifying means for amplifying an electric signal from a photographing element, and a feedback type OB including the amplifying means.
An image pickup method for an image pickup apparatus comprising a clamp circuit, wherein the amplitude of the negative feedback signal in the OB clamp circuit is limited to a predetermined value or less.
【請求項10】 請求項9記載の撮像装置の撮像方法に
おいて、 前記増幅手段のゲインを可変設定する際に、設定するゲ
インに応じて前記所定値を変更することを特徴とする撮
像装置の撮像方法。
10. The imaging method according to claim 9, wherein when the gain of the amplifying unit is variably set, the predetermined value is changed according to the gain to be set. Method.
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