JPH02190087A - Solid-state image pickup device - Google Patents

Solid-state image pickup device

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JPH02190087A
JPH02190087A JP899589A JP958989A JPH02190087A JP H02190087 A JPH02190087 A JP H02190087A JP 899589 A JP899589 A JP 899589A JP 958989 A JP958989 A JP 958989A JP H02190087 A JPH02190087 A JP H02190087A
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JP
Japan
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solid
circuit
output
sample
state image
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Application number
JP899589A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Junichi Ando
淳一 安藤
Yukio Endo
幸雄 遠藤
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPH02190087A publication Critical patent/JPH02190087A/en
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Abstract

PURPOSE:To ensure clamping of a black level and to obtain an excellent image pickup signal without decreasing the time constant of a clamp circuit by applying temperature control of a solid-state image pickup element based on an output of an optical black region. CONSTITUTION:The solid-state image pickup device is provided with a temperature control element 2 such as a Peltier element controlling the temperature of a solid-state image pickup element 1 and a sample-and-hold circuit 12 extracting an output signal at the optical black region of the solid-state image pickup element 1. Moreover, the device is provided with a control circuit 13 comparing an output voltage of the sample-and-hold circuit 12, a drive circuit 15 driving the temperature control element so as to make the output voltage of the sample-and-hold circuit 12 equal to the reference voltage based on the comparison output. Thus, the clamping of the black level is ensured without decreasing the time constant of the clamp circuit and an excellent image pickup signal is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、固体撮像素子を用いた固体撮像装置に係わり
、特にオプティカルブラック領域における検出信号の安
定化をはかった固体撮像装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Object of the Invention] (Industrial Field of Application) The present invention relates to a solid-state imaging device using a solid-state imaging element, and in particular to a solid-state imaging device that stabilizes a detection signal in an optical black region. Regarding equipment.

(従来の技術) 従来、固体撮像素子の黒レベルを規定するには、オプテ
ィカルブラック領域の検出信号をクランプしている。こ
の場合、固体撮像素子は、温度により暗電流が変化して
出力電圧が変化するので、クランプ回路も入力電圧が変
化しても同じ電圧にクランプすることが、より以上に要
求される。
(Prior Art) Conventionally, in order to define the black level of a solid-state image sensor, a detection signal of an optical black region is clamped. In this case, since the dark current of the solid-state image sensor changes with temperature and the output voltage changes, it is even more necessary for the clamp circuit to clamp to the same voltage even if the input voltage changes.

通常、クランプ動作は垂直、水平のブランキング期間で
行うが、水平ブランキング期間で行うクランプは時間も
短く、クランプ回路に要求される時定数も短くする必要
がある。特に、最近注目されている高品位テレビジョン
等では、水平ブランキング期間が著しく短く、オプティ
カルブラック領域の期間も極めて短くなり、従来のクラ
ンプ回路ではクランプしきれない場合がある。さらに、
オプティカルブラック領域に異常があった場合にも、そ
のままクランプしてしまうので、固体撮像装置の出力信
号が乱れてしまう問題があった。
Usually, clamping operations are performed during vertical and horizontal blanking periods, but clamping performed during horizontal blanking periods takes a short time, and the time constant required of the clamp circuit must also be shortened. In particular, in high-definition televisions and the like that have recently been attracting attention, the horizontal blanking period is extremely short, and the period of the optical black area is also extremely short, so that conventional clamp circuits may not be able to clamp them. moreover,
Even if there is an abnormality in the optical black area, it will be clamped as is, resulting in a problem that the output signal of the solid-state imaging device will be disturbed.

また、周辺温度及び固体撮像素子を駆動する時に発生す
る発熱等により、固体撮像素子の温度による暗電流の変
化が直接オプティカルブラック領域の出力信号として現
れる。従来は、第4図に示す如く固体撮像素子1の温度
を熱雷対等の温度検出素子4で検出し、検出温度が一定
となるようにペルチェ素子2及び放熱器3等で温度制御
を行い、オプティカルブラック領域の出力変動が少なく
なるようにしていた。
Further, due to the ambient temperature and the heat generated when driving the solid-state image sensor, changes in dark current due to the temperature of the solid-state image sensor directly appear as output signals in the optical black region. Conventionally, as shown in FIG. 4, the temperature of the solid-state image sensor 1 is detected by a temperature detection element 4 such as a thermal lightning pair, and the temperature is controlled by a Peltier element 2, a radiator 3, etc. so that the detected temperature is constant. The output fluctuations in the optical black area were reduced.

しかしながら、温度検出素子4の検出はあくまで間接的
なものであり、急激な温度変化の場合には検出遅れを伴
う。さらに、温度検出素子4を設けること及びその検出
出力を外部に導く配線等が必要となり、固体撮像素子近
傍の構成が複雑化する。
However, the detection by the temperature detection element 4 is only indirect, and there is a detection delay in the case of a sudden temperature change. Furthermore, it is necessary to provide the temperature detection element 4 and to provide wiring for guiding its detection output to the outside, which complicates the configuration near the solid-state image sensor.

(発明が解決しようとする課題) このように従来、オプティカルブラック領域で黒レベル
のクランプを行うにはクランプ回路の時定数を十分に小
さくする必要があるが、この時定数を小さくするにも限
度がある。そして、高品位テレビジョン等に用いるもの
ではオプティカルブラック領域が極めて短くなるので、
クランプしきれない虞れがあった。さらに、オプティカ
ルブラック領域の異常は、そのまま固体撮像装置の出力
異常として現れるという問題があった。
(Problem to be Solved by the Invention) Conventionally, in order to clamp the black level in the optical black area, it is necessary to make the time constant of the clamp circuit sufficiently small, but there are limits to reducing this time constant. There is. In addition, since the optical black area is extremely short in devices used in high-definition televisions, etc.
There was a risk that it would not be able to be fully clamped. Furthermore, there is a problem in that an abnormality in the optical black area directly appears as an output abnormality of the solid-state imaging device.

また、オプティカルブラック領域の出力は固体撮像素子
の温度により変化するので、固体撮像素子の温度を一定
に保持する必要がある。この温度制御手段として温度検
出素子を用いる手法では、周体撮像素子近傍の構成が複
雑化する問題があった。
Furthermore, since the output of the optical black area changes depending on the temperature of the solid-state image sensor, it is necessary to maintain the temperature of the solid-state image sensor constant. This method of using a temperature detection element as a temperature control means has a problem in that the configuration near the circumferential imaging element becomes complicated.

本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、その目
的とするところは、クランプ回路の時定数を小さくする
ことなく、黒レベルのクランプを確実に行うことができ
、良好な撮像信号を得ることのできる固体撮像装置を提
供することにある。
The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and its purpose is to be able to reliably clamp the black level without reducing the time constant of the clamp circuit, and to provide a good imaging signal. An object of the present invention is to provide a solid-state imaging device that can be obtained.

また、本発明の他の目的は、温度検出素子を用いること
なく固体撮像素子を一定の温度に保持することができ、
固体撮像素子近傍の構成の簡略化をはかり得る固体撮像
装置を提供することにある。
Another object of the present invention is to be able to maintain a solid-state image sensor at a constant temperature without using a temperature detection element;
An object of the present invention is to provide a solid-state imaging device that can simplify the configuration near the solid-state imaging device.

[発明の目的] (課題を解決するための手段) 本発明の骨子は、オプティカルブラック領域の出力を基
に固体撮像素子の温度制御を行うことにある。さらに、
オプティカルブラック領域を除くブランキング期間でク
ランプを行って、オプティカルブラック領域の出力を基
準レベルに一致させることにある。
[Object of the Invention] (Means for Solving the Problems) The gist of the present invention is to control the temperature of a solid-state image sensor based on the output of an optical black region. moreover,
The purpose of this method is to perform clamping during a blanking period excluding the optical black area so that the output of the optical black area matches a reference level.

即ち本発明(請求項1)は、オプティカルブラック領域
を有する固体撮像素子を用いた固体撮像装置において、
前記固体撮像素子の温度を制御するベルチェ素子等の温
度制御素子と、前記固体撮像素子のオプティカルブラッ
ク領域における出力信号を取出すサンプルホールド回路
と、このサンプルホールド回路の出力電圧と基準電圧と
を比較する比較回路と、この比較回路の比較出力に基づ
き前記サンプルホールド回路の出力電圧が基準電圧と等
しくなるように前記温度制御素子を駆動する駆動回路と
を設けるようにしたものである。
That is, the present invention (claim 1) provides a solid-state imaging device using a solid-state imaging device having an optical black area,
A temperature control element such as a Bertier element that controls the temperature of the solid-state image sensor, a sample-and-hold circuit that extracts an output signal in an optical black region of the solid-state image sensor, and an output voltage of this sample-and-hold circuit and a reference voltage are compared. The temperature control device is provided with a comparison circuit and a drive circuit that drives the temperature control element so that the output voltage of the sample and hold circuit becomes equal to the reference voltage based on the comparison output of the comparison circuit.

また本発明(請求項2)は、固体撮像素子のオプティカ
ルブラック領域の出力に基づいて黒レベルのクランプを
行う固体撮像装置において、前記固体撮像素子の出力信
号のオプティカルブラック領域以外のブランキング期間
におけるノイズを除去するブランキングノイズ除去回路
と、前記固体撮像素子のオプティカルブラック領域にお
ける出力信号を取出すサンプルホールド回路と、このサ
ンプルホールド回路の出力電圧と基桑電圧とを比較する
比較回路と、この比較回路の比較出力に基づき前記サン
プルホールド回路の出力電圧が基準電圧と等しくなるよ
うに、前記ノイズ除去回路を通した固体撮像素子の出力
信号のブランキング期間における信号レベルをクランプ
する手段とを設けるようにしたものである。
Further, the present invention (claim 2) provides a solid-state imaging device that clamps a black level based on an output of an optical black region of a solid-state imaging device, in which a blanking period other than the optical black region of an output signal of the solid-state imaging device is used. A blanking noise removal circuit that removes noise, a sample hold circuit that takes out an output signal in the optical black area of the solid-state image sensor, a comparison circuit that compares the output voltage of this sample hold circuit with a reference voltage, and this comparison circuit. and means for clamping the signal level of the output signal of the solid-state image sensor through the noise removal circuit during the blanking period so that the output voltage of the sample and hold circuit becomes equal to the reference voltage based on the comparison output of the circuit. This is what I did.

また本発明(請求項3)は、上記請求項1゜2を組合わ
せて固体撮像装置を構成するようにしたものである。
Further, the present invention (claim 3) is such that a solid-state imaging device is constructed by combining the above-mentioned claims 1 and 2.

(作 用) 本発明によれば、オプティカルブラック領域における出
力をサンプルホールドし、この電圧を基にオプティカル
ブラック領域以外のブランキング期間で固体撮像素子の
出力信号をクランプしている。ここで、オプティカルブ
ラック領域に相当する期間とそれ以外のブランキング期
間とは、ブランキング期間の方が遥かに長い。
(Function) According to the present invention, the output in the optical black area is sampled and held, and based on this voltage, the output signal of the solid-state image sensor is clamped during the blanking period outside the optical black area. Here, the blanking period is much longer than the period corresponding to the optical black area and the other blanking periods.

従って、クランプ回路の時定数を小さくすることなく黒
レベルのクランプを確実に行うことができる。さらに、
比較回路の比較出力が所定レベルを越えるときはクラン
プを行わないようにすることで、オプティカルブラック
領域の異常による黒レベルの変動を防止することも可能
である。
Therefore, the black level can be reliably clamped without reducing the time constant of the clamp circuit. moreover,
By not performing clamping when the comparison output of the comparison circuit exceeds a predetermined level, it is also possible to prevent fluctuations in the black level due to abnormalities in the optical black area.

また、オプティカルブラック領域の出力を基に固体撮像
素子の温度制御を行っているので、温度検出素子及びそ
の配線等が不要となり、固体撮像素子近傍の構成を簡略
化することが可能となる。ここで、オプティカルブラッ
ク領域の出力が一定となるように制御することは、固体
撮像素子の温度を一定に保持するのと等価である。
Furthermore, since the temperature of the solid-state image sensor is controlled based on the output of the optical black area, a temperature detection element, its wiring, etc. are not required, and the configuration near the solid-state image sensor can be simplified. Here, controlling the output of the optical black area to be constant is equivalent to keeping the temperature of the solid-state image sensor constant.

(実施例) 以下、本発明の詳細を図示の実施例によって説明する。(Example) Hereinafter, details of the present invention will be explained with reference to illustrated embodiments.

第1図は本発明の一実施例に係わる固体撮像装置の概略
構成を示すブロック図である。図中1はCCD撮像素子
であり、この撮像素子1はベルチェ素子2により温度制
御されるものとなっている。撮像素子1から出力された
撮像信号はブランキングノイズ除去回路11に供給され
る。このブランキングノイズ除去回路11は、オプティ
カルブラック領域を除くブランキング期間のノイズを除
去し、直流の電圧と置換えるものである。ノイズ除去回
路11を通した信号は、温度制御用の第1のサンプルホ
ールド回路12に供給されると共に、直流阻止用のコン
デンサ21を介してクランプ用の第2のサンプルホール
ド回路22及び信号処理回路26に供給される。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a solid-state imaging device according to an embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a CCD image sensor, and the temperature of this image sensor 1 is controlled by a Bertier element 2. The image signal output from the image sensor 1 is supplied to a blanking noise removal circuit 11 . This blanking noise removal circuit 11 removes noise during the blanking period except for the optical black area, and replaces it with a DC voltage. The signal passed through the noise removal circuit 11 is supplied to a first sample and hold circuit 12 for temperature control, and is also supplied to a second sample and hold circuit 22 for clamping and a signal processing circuit via a DC blocking capacitor 21. 26.

第1のサンプルホールド回路12では、オプティカルブ
ラック領域の直流レベルがサンプルホールドされ、この
サンプルホールド値が第1の電圧比較回路13により基
準レベル(暗電流基準電圧)と比較される。ここで、1
4は基準レベルを規定するための基準レベル発生器であ
る。比較回路13の比較出力はベルチェ素子駆動回路1
5に供給され、ヒートポンプであるペルチェ素子2を駆
動する。そして、ベルチェ素子2によりポンプされた熱
は放熱器3により放熱される。
The first sample and hold circuit 12 samples and holds the DC level in the optical black area, and the first voltage comparison circuit 13 compares this sample and hold value with a reference level (dark current reference voltage). Here, 1
4 is a reference level generator for defining a reference level. The comparison output of the comparison circuit 13 is the Beltier element drive circuit 1.
5 and drives the Peltier element 2, which is a heat pump. The heat pumped by the Bertier element 2 is then radiated by the radiator 3.

一方、第2のサンプルホールド回路22では、やはりオ
プティカルブラック領域の信号がサンプルホールドされ
、このサンプルホールド値は第2の電圧比較回路23に
供給され、基準レベル発生器24の基準レベルと比較さ
れる。比較回路23の比較出力は、スイッチ25を介し
て信号処理回路26の入力端に供給されると共に、ゲー
ト回路27にゲート信号として入力される。
On the other hand, the second sample and hold circuit 22 also samples and holds the signal in the optical black area, and this sample and hold value is supplied to the second voltage comparison circuit 23 and compared with the reference level of the reference level generator 24. . The comparison output of the comparison circuit 23 is supplied to the input terminal of the signal processing circuit 26 via the switch 25, and is also inputted to the gate circuit 27 as a gate signal.

スイッチ25は、通常半導体スイッチからなるもので、
クランプパルスによりブランキング期間のみ閉じられる
。従っ−て、ブランキング期間の電圧レベルが電圧比較
回路23の出力と同じレベルになるが、電圧比較回路2
3ではオプティカルブラックのレベルを黒基準レベルと
比較している。このため、撮像信号の黒レベルが黒基準
レベルと同じレベルとなるように制御される。つまり、
電圧比較回路23の入力電圧の差は殆どなくなるように
回路が働く。
The switch 25 is usually made of a semiconductor switch,
Only the blanking period is closed by the clamp pulse. Therefore, the voltage level during the blanking period becomes the same level as the output of the voltage comparator circuit 23, but the voltage level of the voltage comparator circuit 2
3 compares the optical black level with the black reference level. Therefore, the black level of the imaging signal is controlled to be the same level as the black reference level. In other words,
The circuit operates so that the difference between the input voltages of the voltage comparator circuit 23 is almost eliminated.

ゲート回路27では、電圧比較回路23の入力電圧差が
所定の値より大きければスイッチ25を閉じないように
クランプパルスをゲートする。これにより、オプティカ
ルブラック領域に異常があった場合も黒レベルの変動が
ない撮像出力が得られる。そして、この信号を信号処理
回路26で処理することにより、固体撮像装置の出力が
得られている。
The gate circuit 27 gates the clamp pulse so as not to close the switch 25 if the input voltage difference of the voltage comparison circuit 23 is larger than a predetermined value. As a result, even if there is an abnormality in the optical black area, an imaging output with no fluctuation in black level can be obtained. Then, by processing this signal in the signal processing circuit 26, the output of the solid-state imaging device is obtained.

なお、図中28は同期信号からブランキングノイズ除去
回路11の直流電圧と置換えるタイミング、第1のサン
プルホールド回路12でオプティカルブラック領域をサ
ンプルするためのタイミング、第2のサンプルホールド
回路22でオプティカルブラック領域をサンプルするた
めのタイミング、ブランキング期間でクランプするため
のタイミングを発生するタイミング発生回路である。ま
た、図には示さないが、固体撮像素子1を駆動する駆動
回路、電源回路及び結像装置等が設けられている。
In addition, 28 in the figure is the timing for replacing the synchronization signal with the DC voltage of the blanking noise removal circuit 11, the timing for sampling the optical black area in the first sample hold circuit 12, and the timing for sampling the optical black area in the second sample hold circuit 22. This is a timing generation circuit that generates timing for sampling the black area and timing for clamping during the blanking period. Further, although not shown in the figure, a drive circuit for driving the solid-state image sensor 1, a power supply circuit, an imaging device, and the like are provided.

第2図は各部の波形であり、Aはブランキング信号、B
は撮像信号、Cはブランキングノイズ除去パルス、Dは
ブランキング期間のノイズを直流電圧で置換えた撮像信
号、Eは温度制御用サンプルパルスを示している。
Figure 2 shows the waveforms of each part, where A is the blanking signal and B is the blanking signal.
denotes an image pickup signal, C denotes a blanking noise removal pulse, D denotes an image pickup signal in which noise during the blanking period is replaced with a DC voltage, and E denotes a sample pulse for temperature control.

ここで、CCD撮像素子1の温度制御の方法について説
明する。撮像素子1のオプティカルブラック領域の信号
は、暗電流のみで構成されている。暗電流は温度が上昇
すると増加することは周知の通りである。そこで、サン
プル/ホールドパルスで、1水平走査期間(IH)のオ
プティカルブラック領域の信号をサンプルホールドして
、基準レベル発生回路14の電圧と比較を行い、ベルチ
ェ素子駆動回路15を動作させる。本実施例では、暗電
流が増加すると、サンプル・ホールド回路12の出力電
圧が上昇する構成になっている。従って、比較回路13
の電圧が上昇した場合、撮像素子1を冷却するようにベ
ルチェ素子駆動回路15が働く。
Here, a method for controlling the temperature of the CCD image sensor 1 will be explained. The signal in the optical black area of the image sensor 1 consists only of dark current. It is well known that dark current increases as temperature rises. Therefore, a sample/hold pulse is used to sample and hold the signal in the optical black area during one horizontal scanning period (IH), and the sample and hold signal is compared with the voltage of the reference level generation circuit 14, and the Vertier element drive circuit 15 is operated. In this embodiment, the output voltage of the sample-and-hold circuit 12 increases as the dark current increases. Therefore, the comparison circuit 13
When the voltage increases, the Vertier element drive circuit 15 operates to cool the image sensor 1.

第3図は、第2図の任意の水平走査期間を拡大して示す
図である。AからDまでは第2図と同じパルス信号であ
る。Fはクランプ回路用サンプルパルス、Gはサンプル
ホールドされた出力、Hは欠陥オプティカルブラック領
域によるゲート信号の様子を現し、■はクランプパルス
である。
FIG. 3 is an enlarged view of an arbitrary horizontal scanning period in FIG. A to D are the same pulse signals as in FIG. F is a sample pulse for the clamp circuit, G is a sampled and held output, H is a state of a gate signal due to a defective optical black area, and ■ is a clamp pulse.

ここで、クランプ動作について説明をする。Here, the clamping operation will be explained.

CCD撮像素子1の撮像信号は、ブランキングノイズ除
去回路11により、ノイズ除去パルスでオプティカルブ
ラックを除くブランキング期間が直流電圧と置換えられ
る。この撮像信号の1水平走査期間のオプティカルブラ
ック領域の信号をサンプル/ホールドパルスで抽出して
クランプレベルと比較する。比較回路23は、被比較入
力電圧が基準電圧よりも高ければ出力電圧は低く、低け
れば高くなるようになっている。
A blanking noise removal circuit 11 replaces the blanking period of the image signal of the CCD image sensor 1 with a DC voltage by using a noise removal pulse to remove optical black. A signal in an optical black region of this image pickup signal during one horizontal scanning period is extracted using a sample/hold pulse and compared with a clamp level. The comparator circuit 23 is configured such that the output voltage is low if the input voltage to be compared is higher than the reference voltage, and higher if the input voltage is lower than the reference voltage.

この出力を、クランプ電圧としてノイズ除去されたブラ
ンキング期間でクランプを行う。例えば、基準電圧をO
Vに設定しておくと、クランプ電圧は、オプティカルブ
ラック領域(黒レベル)がOvになるような電圧になる
This output is clamped as a clamp voltage during a blanking period from which noise has been removed. For example, set the reference voltage to O
When set to V, the clamp voltage becomes a voltage such that the optical black area (black level) becomes Ov.

また、オプティカルブラック領域に欠陥があった場合に
は、・第3図に示すように、ゲート信号が欠陥オプティ
カルブラックのところだけ閉じて、クランプパルスがク
ランプ回路に入らないようにしている。これにより、オ
プティカルブラック領域の異常による黒レベルの変動が
防止されることになる。なお、このときクランプはされ
ないが、オプティカルブラック領域の異常が単発的であ
る限り殆ど問題とならない。
Furthermore, if there is a defect in the optical black area, as shown in FIG. 3, the gate signal is closed only at the defective optical black area to prevent the clamp pulse from entering the clamp circuit. This prevents variations in the black level due to abnormalities in the optical black area. Although clamping is not performed at this time, it hardly causes any problem as long as the abnormality in the optical black area is one-off.

かくして本実施例によれば、サンプルホールド回路12
.比較回路13及び駆動回路15等の作用により、オプ
ティカルブラック領域の信号が一定になるように制御さ
れる。従って、CCD撮像素子1はその温度が一定に保
持されることになる。そしてこの場合、温度検出素子等
を用いる必要はなく、固体撮像素子近傍の構成を簡略化
することができる。
Thus, according to this embodiment, the sample and hold circuit 12
.. By the actions of the comparison circuit 13, drive circuit 15, etc., the signal in the optical black area is controlled to be constant. Therefore, the temperature of the CCD image sensor 1 is maintained constant. In this case, there is no need to use a temperature detection element or the like, and the configuration near the solid-state image sensor can be simplified.

また、オプティカルブラック領域を除くブランキング期
間で黒レベルのクランプを行っているので、クランプ回
路の時定数を小さくすることなく、黒レベルのクランプ
を確実に行うことができる。従って、良好な撮像信号を
得ることができる。さらに、ゲート回路により比較出力
が大きくことなるときはスイッチを強制的にオフするよ
うにしているので、オプティカルブラック領域の異常に
よる黒レベルの変動を防止することができる。
Furthermore, since the black level is clamped during the blanking period excluding the optical black area, the black level can be reliably clamped without reducing the time constant of the clamp circuit. Therefore, a good imaging signal can be obtained. Furthermore, since the switch is forcibly turned off by the gate circuit when the comparative output differs greatly, it is possible to prevent fluctuations in the black level due to abnormalities in the optical black area.

なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
く、その要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施す
ることができる。例えば、前記温度制御素子としてのベ
ルチェ素子は、直流駆動に限らずパルス駆動で制御して
もよい。
Note that the present invention is not limited to the embodiments described above, and can be implemented with various modifications without departing from the gist thereof. For example, the Bertier element as the temperature control element may be controlled not only by DC drive but also by pulse drive.

さらに、温度制御素子はベルチェ素子に限るものではな
く、通電により吸熱作用を有するものであればよい。
Further, the temperature control element is not limited to a Bertier element, but may be any element that can absorb heat when energized.

[発明の効果] 以上詳述したように本発明によれば、オプティカルブラ
ック領域の出力を基に固体撮像素子の温度制御を行って
いるので、温度検出素子を用いることなく固体撮像素子
を一定の温度に保持することができ、固体撮像素子近傍
の構成の簡略化をはかり得る。また、オプティカルブラ
ック領域を除くブランキング期間でクランプを行って、
オプティカルブラック領域の出力を基準レベルに一致さ
せるようにしているので、クランプ回路の時定数を小さ
くすることなく、黒レベルのクランプを確実に行うこと
ができ、従って良好な撮像信号を得ることが可能となる
[Effects of the Invention] As detailed above, according to the present invention, the temperature of the solid-state image sensor is controlled based on the output of the optical black area, so the temperature of the solid-state image sensor is controlled at a constant level without using a temperature detection element. The temperature can be maintained at a certain temperature, and the structure near the solid-state image sensor can be simplified. In addition, clamping is performed during the blanking period excluding the optical black area,
Since the output of the optical black area is made to match the reference level, the black level can be reliably clamped without reducing the time constant of the clamp circuit, making it possible to obtain a good imaging signal. becomes.

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

第1図は本発明の一実施例に係わる固体撮像装置を示す
概略構成図、第2図は同装置における温度調整用サンプ
ルパルスのタイミングを示す信号波形図、第3図は同装
置におけるクランプ動作のタイミングを示す信号波形図
、第4図は温度制御機構を備えた従来の固体撮像装置を
示す概略構成図である。 1・・・CCD撮像素子、2・・・ベルチェ素子、3・
・・放熱器、11・・・ブランキングノイズ除去回路、
12.22・・・サンプルホールド回路、13.23・
・・電圧比較回路、14.24・・・基準電圧発生器、
15・・・ベルチェ素子駆動回路、21・・・直流阻止
用コンデンサ、25・・・スイッチ、26・・・信号処
理回路、27・・・ゲート回路、28・・・タイミング
発生回路。
Fig. 1 is a schematic configuration diagram showing a solid-state imaging device according to an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a signal waveform diagram showing the timing of a sample pulse for temperature adjustment in the same device, and Fig. 3 is a clamp operation in the same device. FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing a conventional solid-state imaging device equipped with a temperature control mechanism. 1... CCD image sensor, 2... Bertier element, 3...
...heatsink, 11...blanking noise removal circuit,
12.22...Sample hold circuit, 13.23.
...Voltage comparator circuit, 14.24...Reference voltage generator,
15...Bertier element drive circuit, 21...DC blocking capacitor, 25...switch, 26...signal processing circuit, 27...gate circuit, 28...timing generation circuit.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)オプティカルブラック領域を有する固体撮像素子
と、この固体撮像素子の温度を制御する温度制御素子と
、前記固体撮像素子のオプティカルブラック領域におけ
る出力信号を取出すサンプルホールド回路と、このサン
プルホールド回路の出力電圧と基準電圧とを比較する比
較回路と、この比較回路の比較出力に基づき前記サンプ
ルホールド回路の出力電圧が基準電圧と等しくなるよう
に前記温度制御素子を駆動する駆動回路とを具備してな
ることを特徴とする固体撮像装置。
(1) A solid-state image sensor having an optical black area, a temperature control element that controls the temperature of the solid-state image sensor, a sample-and-hold circuit that extracts an output signal in the optical black area of the solid-state image sensor, and a sample-and-hold circuit that takes out an output signal in the optical black area of the solid-state image sensor A comparison circuit that compares the output voltage and a reference voltage, and a drive circuit that drives the temperature control element so that the output voltage of the sample and hold circuit becomes equal to the reference voltage based on the comparison output of the comparison circuit. A solid-state imaging device characterized by:
(2)オプティカルブラック領域を有する固体撮像素子
と、この固体撮像素子の出力信号のオプティカルブラッ
ク領域以外のブランキング期間におけるノイズを除去す
るブランキングノイズ除去回路と、前記固体撮像素子の
オプティカルブラック領域における出力信号を取出すサ
ンプルホールド回路と、このサンプルホールド回路の出
力電圧と基準電圧とを比較する比較回路と、この比較回
路の比較出力に基づき前記サンプルホールド回路の出力
電圧が基準電圧と等しくなるように、前記ノイズ除去回
路を通した固体撮像素子の出力信号のブランキング期間
における信号レベルをクランプする手段とを具備してし
てなることを特徴とする固体撮像装置。
(2) a solid-state imaging device having an optical black region; a blanking noise removal circuit for removing noise in a blanking period other than the optical black region of an output signal of the solid-state imaging device; a sample-and-hold circuit for extracting an output signal; a comparison circuit for comparing the output voltage of the sample-and-hold circuit with a reference voltage; and a comparison circuit for making the output voltage of the sample-and-hold circuit equal to the reference voltage based on the comparison output of the comparison circuit. , means for clamping a signal level during a blanking period of an output signal of the solid-state image sensor that has passed through the noise removal circuit.
(3)オプティカルブラック領域を有する固体撮像素子
と、この固体撮像素子の温度を制御する温度制御素子と
、前記固体撮像素子のオプティカルブラック領域におけ
る出力信号を取出す第1のサンプルホールド回路と、こ
の第1のサンプルホールド回路の出力電圧と基準電圧と
を比較する第1の比較回路と、この第1の比較回路の比
較出力に基づき前記第1のサンプルホールド回路の出力
電圧が基準電圧と等しくなるように前記温度制御素子を
駆動する駆動回路と、 前記固体撮像素子の出力信号のオプティカルブラック領
域以外のブランキング期間におけるノイズを除去するブ
ランキングノイズ除去回路と、前記固体撮像素子のオプ
ティカルブラック領域における出力信号を取出す第2の
サンプルホールド回路と、この第2のサンプルホールド
回路の出力電圧と基準電圧とを比較する第2の比較回路
と、この第2の比較回路の比較出力に基づき前記第2の
サンプルホールド回路の出力電圧が基準電圧と等しくな
るように、前記ノイズ除去回路を通した固体撮像素子の
出力信号のブランキング期間における信号レベルをクラ
ンプする手段とを具備してなることを特徴とする固体撮
像装置。
(3) a solid-state image sensor having an optical black area; a temperature control element that controls the temperature of the solid-state image sensor; a first sample and hold circuit that extracts an output signal in the optical black area of the solid-state image sensor; a first comparison circuit that compares the output voltage of the first sample and hold circuit with a reference voltage; and a first comparison circuit that makes the output voltage of the first sample and hold circuit equal to the reference voltage based on the comparison output of the first comparison circuit. a drive circuit that drives the temperature control element, a blanking noise removal circuit that removes noise in a blanking period other than the optical black region of the output signal of the solid-state image sensor, and an output signal of the solid-state image sensor in the optical black region. a second sample-and-hold circuit that takes out a signal; a second comparison circuit that compares the output voltage of this second sample-and-hold circuit with a reference voltage; It is characterized by comprising means for clamping the signal level during the blanking period of the output signal of the solid-state image sensor that has passed through the noise removal circuit so that the output voltage of the sample and hold circuit is equal to the reference voltage. Solid-state imaging device.
(4)前記温度制御素子は、ペルチェ素子であることを
特徴とする請求項1又は3記載の固体撮像装置。
(4) The solid-state imaging device according to claim 1 or 3, wherein the temperature control element is a Peltier element.
(5)前記クランプ手段は、ブランキング期間にオンし
て前記比較回路の比較出力を前記固体撮像素子の出力信
号に印加するスイッチと、前記比較回路の比較出力が所
定レベルを越えるときは該スイッチを強制的にオフする
ゲート回路とからなるものであることを特徴とする請求
項2又は3記載の固体撮像装置。
(5) The clamp means includes a switch that is turned on during the blanking period to apply the comparison output of the comparison circuit to the output signal of the solid-state image sensor, and a switch that is turned on when the comparison output of the comparison circuit exceeds a predetermined level. 4. The solid-state imaging device according to claim 2, further comprising a gate circuit that forcibly turns off the solid-state imaging device.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005071948A1 (en) * 2003-07-28 2005-08-04 Raytheon Company Digital video thermal electric controller loop utilizing video reference pixels on focal plane arrays
JP2008283440A (en) * 2007-05-10 2008-11-20 Casio Comput Co Ltd Imaging apparatus, and biopolymer analysis chip

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