【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、固体撮像装置、さらに詳しくは、高速駆動
により電荷を排出する機能を有した固体撮像装置に関す
る。
［従来の技術］
近年、CCD等の固体撮像素子を使用した電子スチルカ
メラが提案されている。電子スチルカメラにおいては、
ビデオカメラとは異なって高速秒時の撮影を行なうため
にシャッターを用いる必要があるが、機械的なシャッタ
ーを設ける代りに固体撮像素子の性質を利用した電子シ
ャッター機能を備えたものがある。例えばインターライ
ン転送型CCD撮像素子で説明すると、このような電子シ
ャッター機能動作は、CCD撮像素子等の光電変換用フォ
トダイオード（以下、PDとする）に不要電荷が蓄積され
た状態にあるとき、第４図に示すように、シャッター動
作の開始時点で読み出しパルスが与えられると、この時
点で転送速度切換パルスが“H"レベルになり、垂直転送
用CCDレジスタに与えられる転送パルスは通常の転送速
度の周波数から高速転送の周波数に移行し、光電変換用
PDに蓄積されていた不要電荷が高速で排出される。高速
で電荷が排出されると、CCD撮像素子の出力レベルは急
激に過大なものとなる。この高速転送によって上記不要
電荷が排出されている時間内に光電変換用PDに次の信号
電荷が有効電荷として蓄積される。そして、次の読み出
しパルスがシャッター時間の経過後に与えられると、上
記有効電荷がCCD垂直レジスタに移り、その後通常速度
のパルスによって正常にCCDレジスタ内を転送され、上
記シャッター時間に相当する映像信号がCCD撮像素子よ
り出力される。
［発明が解決しようとする問題点］
ところで、CCD撮像素子の出力映像信号には同信号の
黒レベルを一定値にするためのオプティカルブラック
（以下、OBと略記する）の期間がすべてのＨ（H;水平走
査期間）にあるが、高速駆動により不要電荷を排出して
いる期間中も、CCD撮像素子出力である映像信号に対し
て通常駆動時と同様の方法でOBレベルをクランプするた
めのクランプパルスが与えられると、高速駆動が終了し
て通常駆動に移行した後の映像信号にもクランプパルス
に起因する信号の乱れを生じることになり、高速駆動の
直後から正常な映像信号を取り出すことができないとい
う問題がある。すなわち、高速駆動時に発生する大量の
不要電荷によりクランプ回路が正規の役目を果せなくな
り、第４図に示すような異常映像信号が発生し、後段の
回路系が一定時間乱れてしまうという不都合があった。
本発明は、このような問題点に鑑み、高速駆動を終了
した直後から映像信号を正常に取り出すことのできる固
体撮像装置に関する。
［問題点を解決するための手段および作用］
本発明による固体撮像装置は、高速駆動により電荷を
排出する機能等の変則駆動機能を有した固体撮像装置に
おいて、
上記電荷の高速駆動あるいは変則駆動の期間中は、映
像信号をオプティカルブラックレベルにほぼ等しい所定
のレベルに保持するためのクランプパルスを発生し、通
常の駆動の際には一水平期間毎にクランプパルスを発生
する手段を具備したことを特徴とする。
［実 施 例］
第１図に本発明の一実施例を示す。この第１図に示し
た固体撮像装置において、CCD撮像素子１および同撮像
素子の出力が入力される相関二重サンプリング回路２は
CCD駆動信号発生器３が発生する信号によって駆動され
る。CCD撮像素子１の出力が相関二重サンプリング回路
２に入力されると、相関二重サンプリング回路２は、第
２図に示すように、CCD撮像素子１の出力O1のレベルｌ
を信号Ａによってクランプし、斜線を施して示した部分
の映像信号O2を信号Ｂによって取り出す。すなわち、CC
D出力O1からリセットパルスReを除いた映像信号O2のみ
が相関二重サンプリング回路２の出力として得られる。
信号A,BはCCD駆動信号発生器３より出力される。
相関二重サンプリング回路２の出力端子は第１のアナ
ログスイッチ４を介してコンデンサ５の一端に接続され
ている。コンデンサ５の他端は第２のアナログスイッチ
６を介して、OBレベルを与えるための基準電圧Vrefが印
加されている端子に接続されている。上記コンデンサ５
と第２のアナログスイッチ６によりクランプ回路を形成
している。コンデンサ５とアナログスイッチ６との接続
点はバッファアンプ７の入力端子に接続され、同アンプ
７の出力端子がこの固体撮像装置の出力端子とされてい
る。
タイミング信号発生器８はCCD駆動信号発生器３から
の基準信号により駆動されて選択信号Selectおよびクラ
ンプ信号Clampを出力する。選択信号Selectは上記第１
のアナログスイッチ４の制御端子に与えられ、クランプ
信号Clampは上記第２のアナログスイッチ６の制御端子
に与えられる。
このように構成されている固体撮像装置の動作を次に
第３図に示すタイムチャートとともに説明する。
CCD駆動信号発生器３からの転送速度切換パルスが
“L"レベルで、CCD撮像素子１が通常の転送速度で駆動
され、相関二重サンプリング回路２から映像信号O2が通
常速度で読み出されるとき、第１のアナログスイッチ４
は制御端子に“H"レベルの選択信号Selectが与えられて
オン状態を保つ。したがって、映像信号O2はコンデンサ
５を通じてバッファアンプ７に入力される。そして、こ
のとき、第２のアナログスイッチ６は制御端子に1H期間
毎に“H"レベルのクランプ信号Clampが与えられて1H時
間毎に一定時間オンになるので、基準電圧Vrefにクラン
プされた映像出力信号O3がバッファアンプ７より出力さ
れる。
次に、転送速度切換パルスが“H"レベルになり、CCD
撮像素子１の光電変換用PDに蓄積された電荷がCCDレジ
スタを通じて高速駆動により排出され、相関二重サンプ
リング回路２から映像信号O2が高速で読み出されると、
このとき選択信号Slectは“L"レベルになるので、第１
のアナログスイッチ４はオフの状態になり、映像信号O2
はこのアナログスイッチ４以降の回路に伝達されなくな
る。しかし、この高速排出期間でクランプ信号Clampは
“H"レベルになるので、第２のアナログスイッチ６はオ
ンの状態を保ち、この高速排出期間の間、OBレベルに等
しい基準電圧Vrefがバッファアンプ７を介して出力され
る。つまり、高速排出期間中は映像信号O2を第１のアナ
ログスイッチ４によりカットしてしまうとともに、第２
のアナログスイッチ６をオン状態に保ち、このときの映
像出力信号O3としてOBレベルに固定した一定出力とす
る。
高速排出期間が終り、次の読み出しパルスによって転
送速度切換パルスが再び“L"レベルになると、前述した
ように、第１のアナログスイッチ４は選択信号Selectに
よりオンになるので、相関二重サンプリング回路２から
の映像信号O2はクランプ回路のコンデンサ５を通じて出
力されると同時に、第２のアナログスイッチ６はクラン
プ信号Clampにより1H期間毎にオンになるので、この映
像信号O2はOBレベルをクランプ信号（クランブパルス）
Clampでクランプされた映像出力信号O3として出力され
る。このように高速排出期間が終了し、OBクランプされ
た映像出力信号O3が通常の読み出し速度で出力される状
態になると、映像出力信号O3はOBクランプパルスによる
信号の乱れを生ずることなく、安定して出力される。
また、上記実施例以外でも、撮像素子の変則駆動によ
ってビデオ出力が乱れる場合においても、本発明を適用
することにより正常なビデオ信号が得られる。
［発明の効果］
以上述べたように、本発明によれば、高速駆動を終了
した直後から映像信号を正常に取り出すことができる。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state imaging device, and more particularly, to a solid-state imaging device having a function of discharging electric charges by high-speed driving. [Related Art] In recent years, an electronic still camera using a solid-state imaging device such as a CCD has been proposed. In electronic still cameras,
Unlike a video camera, it is necessary to use a shutter to capture images at a high speed, but some cameras have an electronic shutter function utilizing the properties of a solid-state image sensor instead of providing a mechanical shutter. For example, in the case of an interline transfer type CCD image sensor, such an electronic shutter function operation is performed when unnecessary charges are accumulated in a photodiode for photoelectric conversion (hereinafter, referred to as PD) such as a CCD image sensor. As shown in FIG. 4, when a read pulse is given at the start of the shutter operation, the transfer speed switching pulse goes high at this time, and the transfer pulse given to the vertical transfer CCD register is a normal transfer. Shift from high-speed transfer frequency to high-speed transfer frequency for photoelectric conversion
Unnecessary charges stored in the PD are discharged at high speed. When electric charges are discharged at a high speed, the output level of the CCD image sensor rapidly becomes excessive. By this high-speed transfer, the next signal charge is accumulated as effective charge in the photoelectric conversion PD within the time during which the unnecessary charge is being discharged. Then, when the next read pulse is given after the elapse of the shutter time, the effective charge is transferred to the CCD vertical register, and then is normally transferred in the CCD register by a pulse at a normal speed, and a video signal corresponding to the shutter time is generated. Output from the CCD image sensor. [Problems to be Solved by the Invention] By the way, in the output video signal of the CCD image sensor, the period of optical black (hereinafter abbreviated as OB) for setting the black level of the signal to a constant value is all H ( H: horizontal scanning period), but also during the period when unnecessary charges are discharged by high-speed driving, the OB level is clamped by the same method as in the normal driving for the video signal output from the CCD image sensor. When the clamp pulse is given, the video signal after the high-speed drive is terminated and the normal drive is shifted will cause a signal disturbance due to the clamp pulse, and a normal video signal is taken out immediately after the high-speed drive. There is a problem that can not be. In other words, a large amount of unnecessary charge generated during high-speed driving makes the clamp circuit unable to perform its normal role, causing an abnormal video signal as shown in FIG. there were. In view of such a problem, the present invention relates to a solid-state imaging device that can normally take out a video signal immediately after finishing high-speed driving. [Means and Actions for Solving the Problems] A solid-state imaging device according to the present invention is a solid-state imaging device having an irregular driving function such as a function of discharging electric charges by high-speed driving. During the period, a means for generating a clamp pulse for holding the video signal at a predetermined level substantially equal to the optical black level, and a means for generating a clamp pulse every horizontal period during normal driving are provided. Features. [Embodiment] Fig. 1 shows an embodiment of the present invention. In the solid-state imaging device shown in FIG. 1, the CCD imaging device 1 and the correlated double sampling circuit 2 to which the output of the imaging device is input are
It is driven by a signal generated by the CCD drive signal generator 3. When the output of the CCD image sensor 1 is input to the correlated double sampling circuit 2, the correlated double sampling circuit 2 outputs the level l of the output O 1 of the CCD image sensor 1 as shown in FIG.
Is clamped by the signal A, and the video signal O 2 in the hatched portion is extracted by the signal B. That is, CC
Only the video signal O 2 from D output O 1 except reset pulse Re is obtained as the output of the correlated double sampling circuit 2.
The signals A and B are output from the CCD drive signal generator 3. The output terminal of the correlated double sampling circuit 2 is connected to one end of a capacitor 5 via a first analog switch 4. The other end of the capacitor 5 is connected via a second analog switch 6 to a terminal to which a reference voltage Vref for giving an OB level is applied. The above capacitor 5
And the second analog switch 6 form a clamp circuit. A connection point between the capacitor 5 and the analog switch 6 is connected to an input terminal of a buffer amplifier 7, and an output terminal of the amplifier 7 is an output terminal of the solid-state imaging device. The timing signal generator 8 is driven by the reference signal from the CCD drive signal generator 3 and outputs a selection signal Select and a clamp signal Clamp. The selection signal Select is the first
, And the clamp signal Clamp is supplied to the control terminal of the second analog switch 6. Next, the operation of the solid-state imaging device thus configured will be described with reference to a time chart shown in FIG. The transfer speed switching pulse is at the "L" level from the CCD drive signal generator 3, when the CCD image pickup element 1 is driven by the normal transfer rate, the video signal O 2 are read out at a normal speed from the correlated double sampling circuit 2 , First analog switch 4
Is supplied with an “H” level selection signal Select to the control terminal and keeps the ON state. Therefore, the video signal O 2 is input to the buffer amplifier 7 through the capacitor 5. Then, at this time, the second analog switch 6 is supplied with the "H" level clamp signal Clamp to the control terminal every 1H period and is turned on for a fixed time every 1H period, so that the video clamped to the reference voltage Vref. The output signal O 3 is output from the buffer amplifier 7. Next, the transfer speed switching pulse becomes “H” level, and the CCD
When the electric charge accumulated in the photoelectric conversion PD of the image sensor 1 is discharged by the high-speed driving through the CCD register, and the video signal O 2 is read out from the correlated double sampling circuit 2 at a high speed,
At this time, the selection signal Slect goes to “L” level,
Analog switch 4 is turned off, and the video signal O 2
Is not transmitted to the circuit after the analog switch 4. However, since the clamp signal Clamp goes to the “H” level during the high-speed discharge period, the second analog switch 6 is kept on. During this high-speed discharge period, the reference voltage Vref equal to the OB level is supplied to the buffer amplifier 7. Is output via. That is, during the high-speed discharge period, the video signal O 2 is cut by the first analog switch 4 and the second
The analog switch 6 kept in the ON state of a constant output fixed as a video output signal O 3 to OB level at this time. When the high-speed discharge period ends and the transfer rate switching pulse is again set to the “L” level by the next read pulse, the first analog switch 4 is turned on by the selection signal Select, as described above. the video signal O 2 from 2 simultaneously output through capacitor 5 of the clamp circuit, the second analog switch 6 is turned on for each 1H period by a clamp signal clamp, the video signal O 2 clamping the OB level Signal (clamp pulse)
It is output as the video output signal O 3 clamped by Clamp. In this way, when the high-speed discharge period ends and the OB-clamped video output signal O 3 is output at a normal read speed, the video output signal O 3 is not disturbed by the OB clamp pulse, Output is stable. In addition to the embodiments described above, even when the video output is disturbed by the irregular driving of the image sensor, a normal video signal can be obtained by applying the present invention. [Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, a video signal can be normally taken out immediately after finishing high-speed driving.
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の一実施例を示す固体撮像装置のブロ
ック図、
第２図は、上記第１図中の相関二重サンプリング回路の
作用を説明する信号波形図、
第３図は、上記第１図に示した固体撮像装置の動作を説
明するタイムチャート、
第４図は、従来の固体撮像装置の動作を説明するタイム
チャートである。
１……CCD固体撮像素子
６……第２のアナログスイッチ（所定のレベルに保持す
る手段）BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram of a solid-state imaging device showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a signal waveform for explaining the operation of the correlated double sampling circuit in FIG. FIG. 3 is a time chart for explaining the operation of the solid-state imaging device shown in FIG. 1, and FIG. 4 is a time chart for explaining the operation of the conventional solid-state imaging device. 1... CCD solid-state imaging device 6... Second analog switch (means for holding at a predetermined level)