JPH0153543B2 - - Google Patents

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JPH0153543B2
JPH0153543B2 JP55021572A JP2157280A JPH0153543B2 JP H0153543 B2 JPH0153543 B2 JP H0153543B2 JP 55021572 A JP55021572 A JP 55021572A JP 2157280 A JP2157280 A JP 2157280A JP H0153543 B2 JPH0153543 B2 JP H0153543B2
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pulse
circuit
frequency dividing
frequency
horizontal
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Iwao Ayusawa
Michio Masuda
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N3/00Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages
    • H04N3/10Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages by means not exclusively optical-mechanical
    • H04N3/14Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages by means not exclusively optical-mechanical by means of electrically scanned solid-state devices
    • H04N3/15Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages by means not exclusively optical-mechanical by means of electrically scanned solid-state devices for picture signal generation

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Synchronizing For Television (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、テレビジヨン用固体撮像装置の走査
回路を駆動するのに必要な駆動パルス発生回路に
関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a drive pulse generation circuit necessary for driving a scanning circuit of a solid-state imaging device for television.

テレビジヨン用の撮像装置としては、従来、ビ
ジコン、イメージオルシコンなどの、いわゆる撮
像管が主に使用されていたが、近年、半導体技術
の進歩に伴つてビデオ信号の読出しに電子ビーム
を用いないでワイヤによる読出しを可能にした、
いわゆる固体撮像装置が実用化され、その性能改
善が急ピツチで進められるようになつてきた。
In the past, so-called image pickup tubes such as vidicon and image orthicon were mainly used as imaging devices for television, but in recent years, with advances in semiconductor technology, electron beams are no longer used to read out video signals. enables readout by wire,
So-called solid-state imaging devices have been put into practical use, and their performance has been improved at a rapid pace.

この固体撮像装置の一例を第1図A及びBに示
す。
An example of this solid-state imaging device is shown in FIGS. 1A and 1B.

ここで第1図Aは二次元配列の固体撮像装置の
原理的な構成の一例で、同図Bは水平及び垂直の
走査パルスのタイミングチヤートの一例を示した
ものである。
FIG. 1A shows an example of the basic configuration of a two-dimensional array solid-state imaging device, and FIG. 1B shows an example of a timing chart of horizontal and vertical scanning pulses.

図において、1,2はそれぞれ水平、垂直用の
走査回路、3は2次元状に配列された複数の光電
変換素子、4はビデオ信号出力端子、5,6はス
イツチング素子、7は垂直読出線、8は水平読出
線、9はビデオバイアス電圧源、10は負荷抵抗
である。
In the figure, 1 and 2 are horizontal and vertical scanning circuits, 3 is a plurality of photoelectric conversion elements arranged two-dimensionally, 4 is a video signal output terminal, 5 and 6 are switching elements, and 7 is a vertical readout line. , 8 is a horizontal readout line, 9 is a video bias voltage source, and 10 is a load resistor.

走査回路1,2には例えば2相のクロツクパル
スCpx,Cpyが供給され、入力パルスVsx,Vsyを入
力信号として各出力OX1,OX2……OXo、及び
OY1,OY2……OYoにそれぞれ入力パルスVsx
VsyがクロツクCpxとCpyのタイミングで順次位相
のシフトしたパルス列、Vpx1,Vpx2……Vpxo
Vpy2……Vpyoを出力する。これらのパルス列の関
係は第1図Bに示されている。
For example, two-phase clock pulses C px and C py are supplied to the scanning circuits 1 and 2 , and the respective outputs OX 1 , OX 2 . . . OX o and
OY 1 , OY 2 ...Input pulse V sx and OY o respectively
V sy is a pulse train whose phase is shifted sequentially at the timing of clocks C px and C py , V px1 , V px2 ……V pxo ,
V py2 ...Outputs V pyo . The relationship between these pulse trains is shown in FIG. 1B.

そこで、これらのパルス例Vpx1……,Vpy1……
によつてスイツチング素子5,6が順次開閉し、
2次元的に配列されたそれぞれの光電変換素子3
からの信号を読出線7から読出線8に読出して出
力端子4に取り出す。光電変換素子3からの信号
はその面上に投影された光学像に対応しているの
で、上記動作によりビデオ信号を出力端子4に取
り出すことができる。
So, these pulse examples V px1 ..., V py1 ...
The switching elements 5 and 6 are sequentially opened and closed by
Each photoelectric conversion element 3 arranged two-dimensionally
The signal is read out from the readout line 7 to the readout line 8 and taken out to the output terminal 4. Since the signal from the photoelectric conversion element 3 corresponds to the optical image projected onto its surface, the video signal can be taken out to the output terminal 4 by the above operation.

ところで、この種の固体撮像装置では、必要な
解像度を得るために、例えば500×500個程度の光
電変換素子3と、それらとペアになつたスイツチ
ング素子5,6、さらに走査用の単位回路で構成
する必要があり、そのため、通常は、高集積化が
比較的容易でしかも光電変換素子とスイツチング
素子を一体化して構成できるMOS−LSI技術に
よるものがほとんどであり、その一例を第2図に
示す。
By the way, in this type of solid-state imaging device, in order to obtain the necessary resolution, for example, about 500 x 500 photoelectric conversion elements 3, switching elements 5 and 6 paired with them, and a unit circuit for scanning are required. Therefore, most devices are based on MOS-LSI technology, which is relatively easy to integrate and can be configured by integrating photoelectric conversion elements and switching elements. An example of this is shown in Figure 2. show.

この第2図はMOS−LSI技術により作られた
固体撮像装置用ICの光電変換素子3とスイツチ
ング素子5,6の構成を示したもので、11は−
導電形の半導体基板、12,13,14は基板1
1とは反対の導電形の拡散層、15は絶縁酸化
膜、16,17は導電体膜からなるゲート電極で
ある。なお、8は拡散層14に対するリード用導
電体膜で水平読出線を構成しているものである。
This figure 2 shows the configuration of the photoelectric conversion element 3 and switching elements 5 and 6 of an IC for a solid-state imaging device made by MOS-LSI technology, where 11 is -
Conductive type semiconductor substrates, 12, 13, and 14 are substrate 1
1 is a diffusion layer of a conductivity type opposite to that of 1, 15 is an insulating oxide film, and 16 and 17 are gate electrodes made of conductor films. Note that 8 is a conductive film for reading to the diffusion layer 14 and constitutes a horizontal readout line.

そして、拡散層12はフオトダイオードを基板
11との間に形成して光電変換素子3となり、ゲ
ート電極16は拡散層12をソース、拡散層13
をドレインとするMOSトランジスタを形成して
スイツチング素子6となり、さらに、ゲート電極
17は拡散層13をソース、拡散層14をドレイ
ンとするMOSトランジスタを形成してスイツチ
ング素子5を構成している。
Then, the diffusion layer 12 forms a photodiode between it and the substrate 11 to become the photoelectric conversion element 3, and the gate electrode 16 uses the diffusion layer 12 as a source and the diffusion layer 13 as a source.
The switching element 5 is formed by forming a MOS transistor in which the gate electrode 17 has the diffusion layer 13 as the source and the diffusion layer 14 as the drain.

また、図示してないが走査回路1,2もMOS
トランジスタからなるシフトレジスタなどを利用
して作られる。
Although not shown, the scanning circuits 1 and 2 are also MOS
It is made using a shift register made of transistors.

そこで、走査回路1,2からパルスVpxo,Vpyo
が出力線Oxo、Oyoに現われたとき、スイツチン
グ素子6と5が同時に導通し、その位置にある光
電変換素子3にビデオバイアス電圧源9から充電
電流が流れるが、このときの充電電流の大きさ
は、その光電変換素子3に入射していた光量に比
例して放電していた電荷の量に対応したものとな
るから、結局、負荷抵抗10にはその光電変換素
子3の入射光量に応じた電圧が現われ、ビデオ信
号として出力端子4から取り出されることにな
る。
Therefore, from scanning circuits 1 and 2, pulses V pxo and V pyo
appears on the output lines O xo and O yo , switching elements 6 and 5 become conductive at the same time, and a charging current flows from the video bias voltage source 9 to the photoelectric conversion element 3 at that position. The size corresponds to the amount of charge that was discharged in proportion to the amount of light that was incident on the photoelectric conversion element 3, so the load resistor 10 eventually A corresponding voltage will appear and be taken out from the output terminal 4 as a video signal.

次に第3図Aは水平及び垂直の走査回路1,2
の一例で、18はインバータ、19はMOSトラ
ンジスタ、20は入力パルス端子である。この回
路はインバータと転送ゲートからなる周知のシフ
トレジスタで、第3図Bに示すような2相のクロ
ツクパルスCP1とCP2を印加しておき、端子2
0に入力パルスVsが供給されるとパルス列Vp1
Vp2……Vpoがクロツク周期で順次位相シフトし
て得られるから、クロツクパルスとしてCpx、入
力パルスをVsxとすれば出力にパルス列Vpx1……
を発生して水平走査回路1として使用でき、クロ
ツクパルスにCpy、入力パルスにVsyを印加すれば
出力にパルス列Vpy1……が得られるから垂直走査
回路2として動作させることができる。
Next, FIG. 3A shows horizontal and vertical scanning circuits 1 and 2.
In one example, 18 is an inverter, 19 is a MOS transistor, and 20 is an input pulse terminal. This circuit is a well-known shift register consisting of an inverter and a transfer gate, and two-phase clock pulses CP1 and CP2 as shown in FIG. 3B are applied to the terminal 2.
When the input pulse V s is supplied to 0, the pulse train V p1 ,
V p2 ...V po is obtained by sequential phase shifting in the clock cycle, so if C px is the clock pulse and V sx is the input pulse, the output is a pulse train V px1 ...
It can be used as a horizontal scanning circuit 1 by generating , and by applying C py to the clock pulse and V sy to the input pulse, a pulse train V py1 . . . is obtained as an output, so it can be operated as a vertical scanning circuit 2.

なお、第3図Aでは2相のクロツクパルスCP
1とCP2を用いたシフトレジスタの例を示した
が、クロツクパルスとしては2相に限らず3相、
或いは4相のもので動作させることもでき、その
ようなシフトレジスタも周知であつて、いずれを
用いても走査回路を構成することが可能である。
In addition, in Fig. 3A, the two-phase clock pulse CP
Although we have shown an example of a shift register using 1 and CP2, the clock pulses are not limited to 2 phases but can also be 3 phases,
Alternatively, it can be operated with a four-phase shift register, and such shift registers are well known, and it is possible to configure a scanning circuit using either of them.

さて、以上の説明から明らかなように、固体撮
像装置を動作させるためには、周波数や位相に一
定の関係をもつた種々のパルス(クロツクパルス
及び入力パルス)を必要とする。
Now, as is clear from the above description, in order to operate a solid-state imaging device, various pulses (clock pulses and input pulses) having a certain relationship in frequency and phase are required.

即ち、第1図〜第3図から理解されるように、
クロツクパルスCpx,Cpy、入力パルスVsx,Vsy
必要になり、このうち、クロツクパルスCpxは水
平方向に設けられている光電変換素子3の素子数
に応じて、例えば6〜7MHzの高周波信号が使用
され、入力パルスVsxとクロツクパルスCpyにはテ
レビジヨン信号の水平周波数の信号が、そして入
力パルスVsyにはテレビジヨン信号の垂直周波数
の信号がそれぞれ使用される。
That is, as understood from FIGS. 1 to 3,
Clock pulses C px , C py and input pulses V sx , V sy are required, and among these, the clock pulse C px is a high frequency signal of, for example, 6 to 7 MHz, depending on the number of photoelectric conversion elements 3 provided in the horizontal direction. The input pulse V sx and the clock pulse C py are at the horizontal frequency of the television signal, and the input pulse V sy is at the vertical frequency of the television signal.

そこで、従来の、例えばNTSC規格のカラー用
固体撮像装置においては、基準となる高周波信号
源を設け、それから例えば14.318MHzの基準周波
数信号を分周回路、カウンタ回路、デコーダ回路
などによつて処理し、上記各種のパルスを得るよ
うに構成していた。
Therefore, in conventional color solid-state imaging devices that comply with the NTSC standard, for example, a high-frequency signal source is provided as a reference, and then the reference frequency signal of, for example, 14.318 MHz is processed by a frequency dividing circuit, a counter circuit, a decoder circuit, etc. , and was configured to obtain the various pulses mentioned above.

このとき、水平走査回路用のクロツクパルス
Cpxの発生回路は、このパルスCpxが前述の通りテ
レビジヨン信号のビデオ信号帯域(4MHz以下)
より高いので、その動作も4MHzより高い周波数
帯にあり、従つて、この回路からビデオ信号にノ
イズが混入しても、そのノイズ成分はビデオ信号
回路に適当なローパスフイルタを設けるなどして
容易に除くことができるが、その他のクロツクパ
ルスや入力パルスを発生する回路は、その動作周
波数がビデオ信号の帯域内に位置してしまうた
め、これらの回路からのノイズがビデオ信号に混
入した場合には、それを除くのが極めて困難にな
り、そのため上記した従来の固体撮像装置におい
てはビデオ信号に充分なS/Nを与えることがで
きないという欠点があつた。
At this time, the clock pulse for the horizontal scanning circuit
As mentioned above, the C px generation circuit generates this pulse C px in the video signal band of the television signal (4 MHz or less).
Therefore, even if noise is mixed into the video signal from this circuit, the noise component can be easily removed by installing an appropriate low-pass filter in the video signal circuit. However, since the operating frequencies of other circuits that generate clock pulses and input pulses are located within the video signal band, if noise from these circuits mixes into the video signal, It becomes extremely difficult to eliminate this, and as a result, the above-mentioned conventional solid-state imaging device has the disadvantage that it is unable to provide a sufficient S/N ratio to the video signal.

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点を除
き、走査回路を駆動するためのパルス発生回路か
らのノイズによりビデオ信号のS/Nが劣化しな
いようにした固体撮像装置の駆動パルス発生回路
を提供するにある。
An object of the present invention is to provide a drive pulse generation circuit for a solid-state imaging device that eliminates the drawbacks of the prior art described above and prevents the S/N of a video signal from deteriorating due to noise from the pulse generation circuit for driving a scanning circuit. It is on offer.

この目的を達成するため、本発明は、基準高周
波信号から駆動パルスを得るための分周回路及び
カウンタ回路がテレビジヨン信号のブランキング
期間中だけ動作するように構成した点を特徴とす
る。
To achieve this object, the present invention is characterized in that the frequency divider circuit and counter circuit for obtaining drive pulses from the reference high frequency signal are configured to operate only during the blanking period of the television signal.

以下、本発明による駆動パルス発生回路の一実
施例を図面の第4図、第5図について説明する。
An embodiment of the drive pulse generation circuit according to the present invention will be described below with reference to FIGS. 4 and 5 of the drawings.

第4図は本発明の一実施例を示すブロツク図
で、21は基準周波数発振器、22は水晶発振
子、23は同期信号回路、24は信号処理回路、
25は水平走査回路用クロツクパルス発生回路、
26は分周回路、27は位相・パルス幅設定回
路、28は水平周波数駆動パルス発生回路、29
は分周回路、30はカウンタ回路、31はデコー
ダ回路、32は固体撮像装置、33は動作制御回
路、34は垂直周波数駆動パルス発生回路、35
は分周回路、36はカウンタ回路、37はデコー
ダ回路、38は動作制御回路である。
FIG. 4 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, in which 21 is a reference frequency oscillator, 22 is a crystal oscillator, 23 is a synchronizing signal circuit, 24 is a signal processing circuit,
25 is a clock pulse generation circuit for the horizontal scanning circuit;
26 is a frequency dividing circuit, 27 is a phase/pulse width setting circuit, 28 is a horizontal frequency drive pulse generation circuit, 29
30 is a frequency dividing circuit, 30 is a counter circuit, 31 is a decoder circuit, 32 is a solid-state imaging device, 33 is an operation control circuit, 34 is a vertical frequency drive pulse generation circuit, 35
36 is a counter circuit, 37 is a decoder circuit, and 38 is an operation control circuit.

なお、その他は第1図の場合と同じである。 Note that the other details are the same as in the case of FIG.

次に動作について説明する。 Next, the operation will be explained.

基準周波数発振器21は基準高周波信号aを発
生し同期信号回路23と水平周波数駆動パルス発
生回路25に供給する。このとき、基準高周波信
号aの周波数としては、既に説明したように、
NTSC方式の撮像装置では14.318MHzに選ばれて
いる。
The reference frequency oscillator 21 generates a reference high frequency signal a and supplies it to the synchronization signal circuit 23 and the horizontal frequency drive pulse generation circuit 25. At this time, as already explained, the frequency of the reference high frequency signal a is
For NTSC imaging devices, 14.318MHz is selected.

同期信号回路23は基準高周波信号aから合成
テレビジヨン信号の生成に必要な各種の同期信号
(水平・垂直同期信号、クランプパルス、水平・
垂直ブランキングパルス等)bを作成し、これを
信号処理回路24に供給してテレビジヨン信号の
合成を行なわせる。このような各種の同期信号b
を発生する同期信号回路23としては、LSIとし
て種々のものが知られている。
The synchronization signal circuit 23 generates various synchronization signals (horizontal and vertical synchronization signals, clamp pulses, horizontal and vertical synchronization signals, horizontal and vertical synchronization signals, clamp pulses, horizontal and
(vertical blanking pulse, etc.) is generated and supplied to the signal processing circuit 24 to synthesize a television signal. Such various synchronization signals b
Various types of LSI are known as the synchronization signal circuit 23 that generates .

また、水平走査回路用クロツクパルス発生回路
25に供給された基準高周波信号aは、分周回路
26で1/2に分周されて7.16MHzの信号となり、
位相・パルス幅設定回路27で所定の位相関係を
有し所定のパルス幅をもつたクロツクパルスCpx
に整形され、水平走査回路1に供給される。
Further, the reference high frequency signal a supplied to the horizontal scanning circuit clock pulse generation circuit 25 is frequency-divided by 1/2 by the frequency dividing circuit 26 to become a 7.16 MHz signal.
The phase/pulse width setting circuit 27 generates a clock pulse C px having a predetermined phase relationship and a predetermined pulse width.
The signal is shaped into a horizontal scanning circuit 1 and supplied to the horizontal scanning circuit 1.

ここまでは従来の装置と特に変りはなく、ノイ
ズの混入に対してもフイルタなどの使用により充
分に対応できるものである。
Up to this point, there is no particular difference from the conventional device, and the incorporation of noise can be adequately countered by using a filter or the like.

次に本発明の要点である水平周波数駆動パルス
発生回路28及び垂直周波数駆動パルス発生回路
34について説明する。
Next, the horizontal frequency drive pulse generation circuit 28 and the vertical frequency drive pulse generation circuit 34, which are the main points of the present invention, will be explained.

水平周波数駆動パルス発生回路28の分周回路
29は分周回路26の出力信号をさらに分周し、
入力パルスVsx、クロツクパルスCpyに要求される
位相、パルス幅が得られるような出力信号cを得
る。例えば7.16MHzを2分周した3.58MHzの信号
を作る。この出力信号cをカウンタ回路30、デ
コーダ回路31を介して水平走査回路1の入力パ
ルスVsxおよび垂直走査回路2のクロツクパルス
Cpyを水平ブランキング期間T(H.BLK)内に生
成し固体撮像素子32に入力する。
The frequency dividing circuit 29 of the horizontal frequency drive pulse generation circuit 28 further divides the output signal of the frequency dividing circuit 26,
An output signal c is obtained that provides the input pulse V sx and the required phase and pulse width of the clock pulse C py . For example, create a 3.58MHz signal by dividing 7.16MHz by 2. This output signal c is passed through a counter circuit 30 and a decoder circuit 31 to an input pulse V sx of the horizontal scanning circuit 1 and a clock pulse of the vertical scanning circuit 2.
C py is generated within the horizontal blanking period T (H.BLK) and input to the solid-state image sensor 32 .

第5図Aに水平周波数駆動パルス発生回路28
の入出力パルスチヤートを示す。前述の説明の如
く、分周回路29の出力信号cから、カウンタ回
路30、デコーダ回路31を介して図示の例では
2相のクロツクパルスCpyおよびリセツトパルス
dを生成する。このようなカウンタ回路30およ
びデコーダ回路31は公知である。またデコーダ
回路31において、上記リセツトパルスdと出力
信号cとの論理積をとり、図示の例のような水平
走査回路入力パルスVsxを得ることも公知のデジ
タル回路技術で容易に実現できる。なお、図示の
例ではクロツクパルスCpyは2相であるが、より
多相のクロツクパルスも容易に実現できる。パル
ス幅および位相も図示の例に限らない。
In Fig. 5A, the horizontal frequency drive pulse generation circuit 28 is shown.
The input/output pulse chart is shown below. As explained above, from the output signal c of the frequency divider circuit 29, a two-phase clock pulse Cpy and a reset pulse d are generated in the illustrated example via the counter circuit 30 and the decoder circuit 31. Such counter circuit 30 and decoder circuit 31 are well known. Further, in the decoder circuit 31, it is possible to logically AND the reset pulse d and the output signal c to obtain the horizontal scanning circuit input pulse V sx as in the illustrated example, which can be easily realized using known digital circuit technology. In the illustrated example, the clock pulse C_py has two phases, but a clock pulse with more phases can be easily realized. The pulse width and phase are also not limited to the illustrated example.

次に、上記リセツトパルスdを第4図の動作制
御回路33に入力する。また同期回路23から1
水平期間の頭に出力される水平周波数の水平ドラ
イブパルスHDを動作制御回路33に入力する。
なお、通常市販されている同期回路LSIからは第
5図Aに示す如き水平ドライブパルスHDが容易
に得られる。なお図示の例では水平ドライブパル
スHDを用いているが、類似した信号であればこ
れに限らない。公知の技術で水平ドライブパルス
HDに類似した信号は容易に生成できるから、そ
れを用いてもよい。
Next, the reset pulse d is input to the operation control circuit 33 shown in FIG. Also, from the synchronous circuit 23 to 1
A horizontal drive pulse HD of a horizontal frequency output at the beginning of the horizontal period is input to the operation control circuit 33.
Incidentally, a horizontal drive pulse HD as shown in FIG. 5A can be easily obtained from a commercially available synchronous circuit LSI. Note that although the horizontal drive pulse HD is used in the illustrated example, it is not limited to this as long as it is a similar signal. Horizontal drive pulse with known technology
Since a signal similar to HD can be easily generated, it may be used.

第5図Aの水平ドライブパルスHDおよびリセ
ツトパルスdとから動作制御パルスeを生成する
回路が第4図の動作制御回路33である。動作制
御回路33はデジタル回路技術で公知のフリツ
プ・フロツプ回路を用いることにより容易に実現
できる。例えば、リセツトパルスdをクロツクと
し、その立下りエツジ(第5図dの1レベルから
0レベルに変化する部分)タイミングで出力極性
が反転するT形フリツプ・フロツプを用い、この
フリツプ・フロツプを外部制御パルスで初期状態
にリセツト可能にした、いわゆるリセツト機能付
T形フリツプ・フロツプとし、このときの上記外
部制御パルスとして第5図のドライブパルスHD
を使用するようにしていやればよい。
The operation control circuit 33 in FIG. 4 is a circuit that generates the operation control pulse e from the horizontal drive pulse HD and reset pulse d in FIG. 5A. The operation control circuit 33 can be easily realized by using a flip-flop circuit known in digital circuit technology. For example, a T-type flip-flop whose output polarity is reversed at the falling edge of the reset pulse d (the part where it changes from 1 level to 0 level in Figure 5 d) is used, and this flip-flop is connected to an external circuit. It is a so-called T-type flip-flop with a reset function that can be reset to the initial state by a control pulse, and the drive pulse HD shown in Fig. 5 is used as the external control pulse at this time.
All you have to do is use .

このように構成した動作制御回路33を用いれ
ば、その出力パルスeとして、ドライブパルス
HDが0レベルのときに1レベルとなり、パルス
dの立下りエツジに同期して0レベルになるよう
なパルスが得られることになる。
If the operation control circuit 33 configured in this way is used, the output pulse e is the drive pulse
A pulse is obtained that becomes 1 level when HD is 0 level, and becomes 0 level in synchronization with the falling edge of pulse d.

ところで、前述したように、同期信号回路23
は水平ドライブパルスHDや、水平ブランキング
パルスを発生するものであるが、公知の同期信号
回路用のLSIでは、一般に、上記水平ブランキン
グパルスの発生タイミング(第5図Aの期間Tで
表わす)に対する水平ドライブパルスHDの発生
位相(0レベルの発生位相)は、この第5図Aに
示すようになつていない。すなわち、汎用の、こ
のよなLSIでは、ドライブパルスHDの発生開始
タイミングは水平ブランキング期間の開始タイミ
ングに一致させられているか、或いは、その極く
近傍に設定されているのが通例で、かつ、それら
の発生終了タイミングは水平ブランキング期間の
終了タイミングよりも早くなつている。
By the way, as mentioned above, the synchronization signal circuit 23
generates a horizontal drive pulse HD or a horizontal blanking pulse, but in known LSIs for synchronization signal circuits, the generation timing of the horizontal blanking pulse (represented by period T in FIG. 5A) is generally The generation phase of the horizontal drive pulse HD (0 level generation phase) is not as shown in FIG. 5A. In other words, in general-purpose LSIs like this, the start timing of the drive pulse HD is usually set to match the start timing of the horizontal blanking period, or very close to it. , their generation end timing is earlier than the end timing of the horizontal blanking period.

そこで、このようなLSIを用いる場合には、分
周回路29とカウンタ回路30として、動作制御
パルスeが1レベルのときに動作し、該パルスが
0レベルのときには初期状態にリセツトされるよ
うな分周回路やカウンタ回路で構成してやればよ
い。なお、このような動作が可能な分周回路やカ
ウンタ回路もデジタル回路として公知である。
Therefore, when using such an LSI, the frequency divider circuit 29 and the counter circuit 30 operate when the operation control pulse e is at the 1 level, and are reset to the initial state when the pulse is at the 0 level. It can be configured with a frequency dividing circuit or a counter circuit. Note that frequency divider circuits and counter circuits capable of such operations are also known as digital circuits.

このように構成することにより、水平ドライブ
パルスHDの発生開始タイミングより前には、初
期状態にリセツトされている分周回路29とカウ
ンタ回路30が、このパルスHDの発生開始タイ
ミングで分周動作を開始し、それから出力信号c
のパルスを所定個数カウントした時点でデコーダ
31からパルスCpyや、パルスdなどを得ること
ができる。
With this configuration, before the horizontal drive pulse HD generation start timing, the frequency divider circuit 29 and the counter circuit 30, which have been reset to the initial state, perform the frequency division operation at the generation start timing of this pulse HD. start, then output signal c
When a predetermined number of pulses are counted, pulses Cpy, pulses d, etc. can be obtained from the decoder 31.

出力信号cのパルス発生周期は、水晶発振子2
2を用いた高安定な基準周波数発振器21の精度
で安定化されているので、リセツトパルスdの発
生位相を第5図Aの期間T以内に収まるようにす
ることは、技術的にはほとんど問題なく、このた
め、パルスdの立下りエツジに同期して0レベル
になるパルスeにより、1水平ブランキング期間
に発生する駆動パルスCpy,Vsxのうち、最後に
発生するパルスVsxの発生後、直ちに分周回路2
9とカウンタ回路30の分周動作を停止させるこ
とができる。
The pulse generation period of the output signal c is the same as that of the crystal oscillator 2.
Since it is stabilized by the accuracy of the highly stable reference frequency oscillator 21 using the oscillator 21, it is technically difficult to keep the generation phase of the reset pulse d within the period T shown in FIG. 5A. For this reason, the pulse e that goes to 0 level in synchronization with the falling edge of the pulse d causes the pulse Vsx , which is generated last among the drive pulses Cpy and Vsx generated in one horizontal blanking period, to be generated. , immediately divider circuit 2
9 and the counter circuit 30 can be stopped.

なお、この実施例では、上記した分周動作の制
御に同期回路23の出力パルスHDを用いている
が、本発明では、第5図に示すように、このパル
スHDの発生開始タイミング(1レベルから0レ
ベルに変化するタイミング)だけが動作制御に必
要な情報で、そのパルスの幅(0レベルになつて
いる期間)は動作制御に無関係である。従つて、
この発明によれば、このパルスHDのパルス幅の
依存せず、専ら個体撮像素子32の動作特性だけ
を考慮した、自由な位相のもとで駆動用のパルス
Cpy,Vsxを発生させ、これにより最適な動作条
件の設定が常に可能にできる。
In this embodiment, the output pulse HD of the synchronization circuit 23 is used to control the frequency division operation described above, but in the present invention, as shown in FIG. The only information necessary for operation control is the timing at which the pulse changes from to 0 level, and the width of the pulse (the period during which it is at 0 level) is irrelevant to operation control. Therefore,
According to the present invention, the driving pulse is generated with a free phase that does not depend on the pulse width of the pulse HD and only takes into consideration the operating characteristics of the solid-state image sensor 32.
Generates Cpy and Vsx , thereby making it possible to always set optimal operating conditions.

パルスVsxは水平走査回路1に入力され、さら
にクロツクパルスCpxもこの水平走査回路1に入
力されるが、このクロツクパルスCpxは、前述し
たように、分周回路26の出力パルスを整形して
得られ、また、第5図のパルスcは分周回路26
の出力パルスを分周回路29で分周して得るよう
になつているのであるから、この第5図のタイミ
ングチヤートでは省略してあるが、クロツクパル
スCpxとパルスcは発生位相が一定の関係にあ
り、従つて、例えば分周回路29を2分周回路で
構成したとすれば、パルスcの繰返し周期の2倍
の繰返し周期でクロツクパルスCpxが発生するこ
とになる。
The pulse Vsx is input to the horizontal scanning circuit 1, and the clock pulse Cpx is also input to the horizontal scanning circuit 1. As mentioned above, this clock pulse Cpx is obtained by shaping the output pulse of the frequency dividing circuit 26. , and the pulse c in FIG.
Since the clock pulse Cpx and the pulse c are obtained by dividing the frequency of the output pulse by the frequency dividing circuit 29, the generation phases of the clock pulse Cpx and the pulse c have a constant relationship, although this is omitted in the timing chart of FIG. Therefore, for example, if the frequency divider circuit 29 is constituted by a frequency divider by 2 circuit, the clock pulse Cpx will be generated at a repetition period twice that of the pulse c.

一方、パルスVsxは、これも前述のとおり、パ
ルスcの所定半周期を抽出した発生位相を有する
ものであるから、第3図Bの信号Vsにこのパル
スVsxを、そしてクロツクパルスCp1,Cp2にク
ロツクパルスCpxをそれぞれ置き換えると、パル
スVsxがクロツクパルスCp1,Cp2のパルスを1
個ずつ囲んだ位相で、これらを発生させることが
できる。なお、第3図Bでは、パルスVsを、パ
ルスCp2を1個囲みパルスCp1は囲まない位相
のものとして示しているが、第3図Aに示すシフ
トレジスタでは、パルスVsが、MOSトランジス
タ19を導通させるパルスCp2の連続した2個
のパルスを囲まなければ、パルスCp1を囲んだ
場合でも、信号Vp1,Vp2……は第3図Bに示す
ように発生する。
On the other hand, as mentioned above, the pulse V sx has a generation phase extracted from a predetermined half period of the pulse c, so this pulse V sx is added to the signal Vs of FIG. 3B, and the clock pulses Cp1, Cp2 If the clock pulses Cpx are replaced with
These can be generated in phases that are individually enclosed. In addition, in FIG. 3B, the pulse Vs is shown as having a phase that surrounds one pulse Cp2 and does not surround the pulse Cp1, but in the shift register shown in FIG. If two consecutive pulses of the conducting pulse Cp2 are not surrounded, even if the pulse Cp1 is surrounded, the signals V p1 , V p2 . . . will be generated as shown in FIG. 3B.

以上のように、テレビジヨン信号の水平走査期
間に同期した水平ドライブパルスHDの発生開始
位相を基準にし、これに所定位相関係にある信号
Vsxを生成し、この信号Vsxに同期して固体撮像
素子32の水平走査回路1の走査動作をスタート
させるので、この固体撮像素子32の光電変換素
子3の水平走査は、テレビジヨン信号の水平走査
周期に同期して確実に実行される。
As described above, a signal having a predetermined phase relationship with the generation start phase of the horizontal drive pulse HD synchronized with the horizontal scanning period of the television signal is used as a reference.
V sx is generated, and the scanning operation of the horizontal scanning circuit 1 of the solid-state image sensor 32 is started in synchronization with this signal V sx , so that the horizontal scanning of the photoelectric conversion element 3 of the solid-state image sensor 32 is performed in synchronization with the signal V sx of the television signal. It is reliably executed in synchronization with the horizontal scanning period.

なお、この第5図の実施例では、信号Vsxを水
平ブランキング期間Tの終了よりも前に発生させ
るようにした例であるが、この場合には、固体撮
像素子32の光電変換素子3の水平方向素子数
を、これに応じた数だけ増設しておくようにして
おけば、水平映像期間(水平ブランキング期間を
除く水平期間)での画像信号の欠如を防止するこ
とができる。ここで、水平ブランキング期間中に
固体撮像素子32の出力端子4から出力される信
号は、信号処理回路24で同期回路23からのブ
ランキングパルスを用いて消去される。
In the embodiment shown in FIG. 5, the signal V sx is generated before the end of the horizontal blanking period T. In this case, the photoelectric conversion element 3 of the solid-state image sensor 32 By increasing the number of horizontal elements corresponding to this number, it is possible to prevent the lack of image signals during the horizontal video period (horizontal period excluding the horizontal blanking period). Here, the signal output from the output terminal 4 of the solid-state image sensor 32 during the horizontal blanking period is erased by the signal processing circuit 24 using a blanking pulse from the synchronization circuit 23.

以上の説明から明らかなように、水平周波数駆
動パルス発生回路28の分周回路29およびカウ
ンタ回路30は水平ブランキング期間T(H.
BLK)内でのみ動作し、他の期間は停止する。
As is clear from the above description, the frequency divider circuit 29 and counter circuit 30 of the horizontal frequency drive pulse generation circuit 28 operate during the horizontal blanking period T (H.
BLK) and stops during other periods.

次に垂直周波数駆動パルス発生回路34につい
て説明する。分周回路35は分周回路26の出力
信号をさらに分周し、入力パルスVsyに要求され
る位相、パルス幅が得られるような出力信号fを
得る。この出力信号fをカウンタ回路36、デコ
ーダ回路37を介して垂直走査回路2の入力パル
スVsyを垂直ブランキング期間T(V.BLK)内に
生成し、固体撮像素子32に入力する。
Next, the vertical frequency drive pulse generation circuit 34 will be explained. The frequency dividing circuit 35 further divides the frequency of the output signal of the frequency dividing circuit 26 to obtain an output signal f that provides the phase and pulse width required for the input pulse V sy . The input pulse V sy of the vertical scanning circuit 2 is generated from this output signal f via the counter circuit 36 and the decoder circuit 37 within the vertical blanking period T (V.BLK), and is input to the solid-state image sensor 32 .

第5図Bに垂直周波数駆動パルス発生回路34
の入出力パルスチヤートを示す。前述の説明の如
く分周回路35の出力信号fから、カウンタ回路
36、デコーダ回路37を介して垂直走査回路入
力パルスVsyを生成する。この入力パルスVsy
動作制御回路38に入力する。また同期回路23
から1垂直期間の頭に出力される垂直周波数の垂
直ドライブパルスVDを動作制御回路38に入力
する。垂直ドライブパルスVDは先に説明した水
平ドライブパルスHDと同様市販されている同期
回路LSIから得られるが、垂直ドライブパルス
VDと類似した他のパルスを用いてもよいのは水
平ドライブパルスHDの場合と同様である。
FIG. 5B shows the vertical frequency drive pulse generation circuit 34.
The input/output pulse chart is shown below. As described above, the vertical scanning circuit input pulse V sy is generated from the output signal f of the frequency dividing circuit 35 via the counter circuit 36 and the decoder circuit 37. This input pulse V sy is input to the operation control circuit 38 . Also, the synchronous circuit 23
A vertical drive pulse VD of a vertical frequency output at the beginning of one vertical period is input to the operation control circuit 38. The vertical drive pulse VD can be obtained from a commercially available synchronous circuit LSI like the horizontal drive pulse HD explained earlier, but the vertical drive pulse
As in the case of the horizontal drive pulse HD, other pulses similar to VD may be used.

こうして、前述の水平周波数駆動パルス発生回
路28の場合と同様に、リセツト機能付T形フリ
ツプ・フロツプからなる動作制御回路38から、
信号VDが0レベルのときに1レベルになり、パ
ルスVsyの立下りエツジに同期して0レベルにな
るパルスgが出力される。
In this way, as in the case of the horizontal frequency drive pulse generation circuit 28 described above, the operation control circuit 38 consisting of a T-type flip-flop with a reset function generates
A pulse g which becomes 1 level when the signal VD is 0 level and becomes 0 level in synchronization with the falling edge of pulse V sy is output.

パルス発生回路28の場合と同様に、分周回路
35とカウンタ回路36も、このパルスgによる
分周動作が可能な回路で構成され、この結果、第
5図AのパルスHDとパルスdを動作制御タイミ
ングとして動作する。パルス発生回路28におけ
る動作制御回路33、分周回路29、カウンタ回
路30、それにデコーダ31の場合と同様に、こ
のパルス発生回路34も、第5図BのパルスVD
とパルスVsyとを動作制御タイミングとして動作
し、動作制御回路38、分周回路35、カウンタ
回路36、それにデコーダ37が機能する。
As in the case of the pulse generation circuit 28, the frequency dividing circuit 35 and the counter circuit 36 are also constructed of circuits capable of frequency dividing operation using this pulse g, and as a result, the pulse HD and pulse d shown in FIG. 5A can be operated. Operates as control timing. Similar to the operation control circuit 33, frequency divider circuit 29, counter circuit 30, and decoder 31 in the pulse generation circuit 28, this pulse generation circuit 34 also generates the pulse VD of FIG. 5B.
The operation control circuit 38, the frequency dividing circuit 35, the counter circuit 36, and the decoder 37 function using the pulse V sy as the operation control timing.

そして、これにより、テレビジヨン信号の垂直
走査周期に同期して垂直ブランキング期間の開始
部で発生する垂直ドライブパルスVDの発生開始
位相を基準にして、これと所定位相関係にあるパ
ルスVsyを垂直ブランキング期間中に発生させる
ことができる。
As a result, a pulse V sy having a predetermined phase relationship with the vertical drive pulse VD generated at the start of the vertical blanking period in synchronization with the vertical scanning period of the television signal is set as a reference. It can occur during the vertical blanking period.

このとき、パルスfの繰返し周期がテレビジヨ
ン信号の水平走査周期と同じになるように、分周
回路35の分周数を設定しておき、カウンタ回路
36とデコーダ37によりパルスfの所定個数目
の1周期期間に同期したパルスVsyが生成される
ように構成する。
At this time, the frequency division number of the frequency dividing circuit 35 is set so that the repetition period of the pulse f is the same as the horizontal scanning period of the television signal, and the counter circuit 36 and the decoder 37 are used to generate a predetermined number of pulses f. The configuration is such that a pulse V sy synchronized with one cycle period of is generated.

既に第5図Aで説明したように、テレビジヨン
信号の水平走査周期の繰返し周期で垂直回路用ク
ロツクパルスCpyが、各相当りに1個発生するの
で、第3図Aに示すように構成されている垂直走
査回路2に、パルスCp2として入力されるCpy
の1個を囲むようにしてパルスVsyを生成させる
ことができる。
As already explained with reference to FIG. 5A, since one vertical circuit clock pulse Cpy is generated for each repetition period of the horizontal scanning period of the television signal, the circuit is configured as shown in FIG. 3A. C py 2 is input as pulse Cp2 to the vertical scanning circuit 2
The pulse V sy can be generated so as to surround one of the .

従つて、第3図Bに示すパルスCp1,Cp2に
第5図AのパルスCpyを置き換え、パルスVsを第
5図BのパルスVsyに置き換えてみると明らかな
ように、垂直走査回路2の出力パルスVpy1,Vpy2
……は、上記したパルスVsyに囲まれたパルスCpy
2の発生タイミング以降、パルスCpy2の繰返し
毎に順次出力される。
Therefore, when the pulses Cp1 and Cp2 shown in FIG. 3B are replaced with the pulse Cpy of FIG. 5A, and the pulse Vs is replaced with the pulse Vsy of FIG. 5B, it is clear that the vertical scanning circuit 2 output pulses V py1 , V py2
...is the pulse C py surrounded by the above-mentioned pulse V sy
After the generation timing of pulse C py 2, the pulse C py is sequentially output every time the pulse C py 2 is repeated.

以上のように、この実施例では、テレビジヨン
信号の垂直走査周期に同期した垂直ドライブパル
スVDの発生開始位相を基準に、それと所定位相
関係にあるパルスVsyを生成し、このパルスVsy
に同期して固体撮像素子32の垂直走査動作をス
タートさせるようになつているので、固体撮像素
子32の光電変換素子3に対する垂直方向の走査
をテレビジヨン信号の垂直走査周期に同期して、
確実に行わせることができる。
As described above, in this embodiment, a pulse V sy having a predetermined phase relationship with the vertical drive pulse VD synchronized with the vertical scanning period of the television signal is generated based on the generation start phase of the vertical drive pulse VD, and this pulse V sy
Since the vertical scanning operation of the solid-state image sensor 32 is started in synchronization with the vertical scanning period of the television signal, the vertical scanning of the solid-state image sensor 32 with respect to the photoelectric conversion element 3 is synchronized with the vertical scanning period of the television signal.
It can be done reliably.

なお、この第5図Bに示す例では、パルスVsy
を垂直ブランキング期間Tの終了よりも前に発生
させるようにしたものであるが、さらに、これに
対応して、光電変換素子3の水平列を有効走査線
数(垂直ブランキング期間を除く垂直期間の走査
線数)ようりも何列か余分に設けるようにしても
よく、これによれば、垂直方向の画像信号欠如を
も防止することができる。また、垂直ブランキン
グ期間中の固体撮像素子の出力信号は、信号処理
回路24において、ブランキングパルスを用いて
除去される。
In the example shown in FIG. 5B, the pulse V sy
is generated before the end of the vertical blanking period T. In addition, correspondingly, the horizontal rows of the photoelectric conversion elements 3 are set to the number of effective scanning lines (the vertical number excluding the vertical blanking period T). It is also possible to provide some extra columns (number of scanning lines in a period), and thereby it is possible to prevent image signal loss in the vertical direction. Furthermore, the output signal of the solid-state image sensor during the vertical blanking period is removed by the signal processing circuit 24 using a blanking pulse.

以上の説明から明らかなように、分周回路35
およびカウンタ回路36は垂直ブランキング期間
T(V.BLK)内でのみ動作し、他の期間は停止す
る。
As is clear from the above explanation, the frequency dividing circuit 35
The counter circuit 36 operates only during the vertical blanking period T (V.BLK) and stops during other periods.

従つて、第4図の実施例によれば、テレビジヨ
ン信号の帯域内の周波数で動作する水平周波数駆
動パルス発生回路28と垂直周波数駆動パルス発
生回路34は、いずれもブランキング期間内でし
か動作しないから、たとえこれらの回路からノイ
ズがテレビジヨン信号系に混入したとしてもすべ
てブランキングされてしまうだけであり、テレビ
ジヨン信号のS/Nには何の影響も与えることが
ない。
Therefore, according to the embodiment of FIG. 4, both the horizontal frequency drive pulse generation circuit 28 and the vertical frequency drive pulse generation circuit 34, which operate at a frequency within the band of the television signal, operate only during the blanking period. Therefore, even if noise enters the television signal system from these circuits, it will simply be blanked out and will not have any effect on the S/N of the television signal.

以上説明したように、本発明によれば、固体撮
像装置の動作に必要な種々のパルスをテレビジヨ
ン信号のS/Nに影響を与えることなく発生すす
ることができるから、従来技術の欠点を全て除
き、充分なS/Nをもつたテレビジヨン信号が得
られる固体撮像装置用のパルス発生回路を提供す
ることができる。
As explained above, according to the present invention, it is possible to generate various pulses necessary for the operation of a solid-state imaging device without affecting the S/N of a television signal, thereby overcoming the drawbacks of the prior art. Except for all of the above, it is possible to provide a pulse generation circuit for a solid-state imaging device that can obtain a television signal with a sufficient S/N ratio.

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

第1図A,Bは固体撮像装置の原理的な構成を
示す概念図と駆動パルスの波形図、第2図はその
光電変換素子とスイツチング素子の構成を示す断
面図、第3図A,Bは走査回路の一例を示すブロ
ツク図と動作説明用の波形図、第4図は本発明に
よるパルス発生回路の一実施例を示すブロツク
図、第5図A,Bはその動作説明用の波形図であ
る。 1……水平走査回路、2……垂直走査回路、2
1……基準周波数発振器、25……水平走査回路
用クロツクパルス発生回路、28……水平周波数
駆動パルス発生回路、29……分周回路、30…
…カウンタ回路、31……デコーダ回路、32…
…固体撮像素子、33……動作制御回路、34…
…垂直周波数駆動パルス発生回路、35……分周
回路、36……カウンタ回路、37……デコーダ
回路、38……動作制御回路。
Figures 1A and B are a conceptual diagram and drive pulse waveform diagram showing the basic configuration of a solid-state imaging device, Figure 2 is a sectional view showing the configuration of its photoelectric conversion element and switching element, and Figure 3A and B. 4 is a block diagram showing an example of a scanning circuit and a waveform diagram for explaining its operation. FIG. 4 is a block diagram showing an embodiment of the pulse generating circuit according to the present invention. FIGS. 5A and 5B are waveform diagrams for explaining its operation. It is. 1...Horizontal scanning circuit, 2...Vertical scanning circuit, 2
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Reference frequency oscillator, 25... Clock pulse generation circuit for horizontal scanning circuit, 28... Horizontal frequency drive pulse generation circuit, 29... Frequency dividing circuit, 30...
...Counter circuit, 31...Decoder circuit, 32...
...Solid-state image sensor, 33...Operation control circuit, 34...
... Vertical frequency drive pulse generation circuit, 35 ... Frequency dividing circuit, 36 ... Counter circuit, 37 ... Decoder circuit, 38 ... Operation control circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 基準高周波信号パルスを入力として映像信号
帯域内の繰返し周波数の出力信号パルスを発生す
る分周手段と、該分周手段の分周動作をテレビジ
ヨン信号のブランキング期間内に限定する動作限
定手段とを備え、上記分周手段の出力パルスから
個体撮像素子の走査回路駆動パルスを生成するよ
うにしたパルス発生回路において、テレビジヨン
信号のブランキング期間内に現れる信号に同期し
て上記分周手段の分周動作を開始させる動作開始
手段と、上記出力信号パルスをカウントして上記
分周手段の分周動作開始後所定個数番目の上記出
力信号パルスの発生タイミングに同期したリセツ
トパルスを生成するリセツトパルス生成手段と、
該リセツトパルスに同期して上記分周手段の分周
動作を停止させる動作停止制御手段とを設け、こ
れら3種の手段により上記動作限定手段を構成し
たことを特徴とするパルス発生回路。
1. Frequency dividing means that receives a reference high frequency signal pulse as input and generates an output signal pulse with a repetition frequency within the video signal band, and operation limiting means that limits the frequency dividing operation of the frequency dividing means to within the blanking period of the television signal. In the pulse generating circuit, the pulse generating circuit is configured to generate a scanning circuit drive pulse for a solid-state image sensor from the output pulse of the frequency dividing means, in which the frequency dividing means an operation start means for starting a frequency dividing operation of the frequency dividing means; and a reset means for counting the output signal pulses and generating a reset pulse synchronized with the generation timing of a predetermined number of output signal pulses after the frequency dividing operation of the frequency dividing means has started. pulse generating means;
A pulse generating circuit characterized in that an operation stop control means is provided for stopping the frequency dividing operation of the frequency dividing means in synchronization with the reset pulse, and the operation limiting means is constituted by these three types of means.
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