JPH03165189A - Image pickup element drive circuit - Google Patents

Image pickup element drive circuit

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JPH03165189A
JPH03165189A JP1303247A JP30324789A JPH03165189A JP H03165189 A JPH03165189 A JP H03165189A JP 1303247 A JP1303247 A JP 1303247A JP 30324789 A JP30324789 A JP 30324789A JP H03165189 A JPH03165189 A JP H03165189A
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signal
timing
image sensor
pulse
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Daikichi Morohashi
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Abstract

PURPOSE:To ensure a DC level of a video signal normally obtained from an image pickup element by stopping the charge discharge drive for a period including a clamping timing so as to prevent mis-clamping effectively at discharge of undesired charge. CONSTITUTION:A clamp pulse CLP to specify the timing for clamp processing to a video signal output from a solid-state image pickup element is generated within a generating period of a horizontal blanking pulse HBLK. In order to prevent erroneous clamp of undesired charge in advance based on the clamp pulse CLP, the production output of horizontal transfer pulse H1/H2 for the horizontal blanking pulse HBLK is stopped. As a result, the discharge of undesired charge in the clamp timing is avoided when the horizontal transfer pulse H1/H2 is generated continuously. Thus, the generation of mis-clamping for the discharge period of undesired charge is avoided effectively and the DC level of the video signal is always stably ensured.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は撮像素子からの不要電荷排出時におけるミスク
ランプを効果的に防いで前記撮像素子から得られる映像
信号のDCレベルを正常に確保することのできる簡易で
実用的な構成の撮像素子駆動回路に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention effectively prevents misclamping when unnecessary charges are discharged from an image sensor and ensures a normal DC level of a video signal obtained from the image sensor. The present invention relates to an image sensor driving circuit having a simple and practical configuration.

[従来の技術] 近時、CCD等の固体撮像素子を用いて被写体を電子的
に撮像して電子スチル画像を得る電子スチルカメラが種
々開発されている。
[Prior Art] Recently, various electronic still cameras have been developed that electronically image a subject using a solid-state imaging device such as a CCD to obtain an electronic still image.

この種の固体撮像素子による電子スチル画像の撮像は、
例えば第5図にその概略構成を示すように固体撮像素子
(例えばCCDイメージヤ)1を、CCDドライバ2を
含むタイミング信号発生回路3にて駆動し、これによっ
て固体撮像素子lから読み出される信号電荷により示さ
れる映像信号をフローティングデエフユージョンアンプ
(FDA)4を介して映像プロセス回路5に与えること
により行われる。
Capturing electronic still images using this type of solid-state image sensor is
For example, as shown in FIG. 5, a solid-state image sensor (for example, a CCD imager) 1 is driven by a timing signal generation circuit 3 including a CCD driver 2, and signal charges read out from the solid-state image sensor 1 are thereby driven. This is done by supplying a video signal indicated by to a video processing circuit 5 via a floating DF fusion amplifier (FDA) 4.

尚、マイクロプロセッサ(MPU)を主体として構成さ
れるコントローラ6は、前記タイミング発生回路3の動
作を制御して前記固体撮像素子1による被写体の電子的
な撮像と、この撮像によって得られた信号電荷の前記固
体撮像素子1からの読み出しを制御するものである。
The controller 6, which is mainly composed of a microprocessor (MPU), controls the operation of the timing generation circuit 3, and controls the electronic imaging of the subject by the solid-state image sensor 1 and the signal charge obtained by this imaging. This is to control readout from the solid-state image sensor 1.

即ち、前記固体撮像素子1は、マトリックス状に設けら
れた複数の充電変換部1aと、これらの光電変換部1a
の列方向に沿ってそれぞれ設けられ、上記各光電変換部
1aからそれぞれ並列転送された電荷を図中上下の方向
(垂直方向)に転送する第1の電荷転送レジスタ(垂直
シフトレジスタ) Ib群と、この第1の電荷転送レジ
スタ1b群の出力端部に図中左右の方向(水平方向)に
設けられ、前記第1の電荷転送レジスタtb群からそれ
ぞれ直列転送されて並列入力される信号電荷を直列転送
して、その出力ゲートから読み出し出力する第2の電荷
転送レジスタ(水平シフトレジスタ) lcとを備えて
いる。
That is, the solid-state image sensor 1 includes a plurality of charge conversion sections 1a provided in a matrix, and these photoelectric conversion sections 1a.
First charge transfer registers (vertical shift registers) are provided along the column direction of the group Ib and transfer the charges transferred in parallel from each of the photoelectric conversion units 1a in the vertical direction (vertical direction) in the figure. , are provided at the output ends of the first charge transfer registers 1b group in the left-right direction (horizontal direction) in the figure, and receive signal charges that are serially transferred and input in parallel from the first charge transfer registers tb group. It is provided with a second charge transfer register (horizontal shift register) lc that performs serial transfer and reads out and outputs from its output gate.

また光電変換部1aと垂直シフトレジスタtbとの間の
領域には、光電変換部1aにおける光電荷の垂直シフト
レジスタIbへの転送を制御する為のトランスファゲー
トttが形成されている。このトランスファゲート11
にハイレベル信号が印加されている時間区間においての
み、前記光電変換部1aにおける蓄積電荷が垂直シフト
レジスタ1bに転送される。
Further, a transfer gate tt is formed in a region between the photoelectric conversion section 1a and the vertical shift register tb for controlling the transfer of photocharges in the photoelectric conversion section 1a to the vertical shift register Ib. This transfer gate 11
The accumulated charge in the photoelectric conversion section 1a is transferred to the vertical shift register 1b only during a time period in which a high-level signal is applied to the photoelectric conversion section 1a.

尚、この第5図ではトランスファゲート1tに対する各
別の信号ラインは省略している。また垂直転送電極1d
は垂直転送パルスV1.〜v4を受けて前記第1の電荷
転送レジスタlb群における電荷を垂直方向に転送駆動
するものであり、また水平転送電極1eは水平転送パル
スH1,H2を受けて前記第2の電荷転送レジスタ1c
における電荷を水平方向に転送駆動するものである。
Note that in FIG. 5, the individual signal lines for the transfer gate 1t are omitted. Also, vertical transfer electrode 1d
is the vertical transfer pulse V1. ~v4 to vertically transfer and drive charges in the first charge transfer register lb group, and the horizontal transfer electrode 1e receives horizontal transfer pulses H1 and H2 to drive the charge in the second charge transfer register 1c.
This is to transfer and drive charges in the horizontal direction.

タイミング信号発生回路3は、所定の動作基準タイミン
グ(例えばテレビジョン信号における同期信号タイミン
グ)に同期して上述した垂直転送パルスV1.〜v4お
よび水平転送パルスH1,H2をそれぞれ所定のタイミ
ングで発生し、これを前記CCDドライバ2を介して前
記垂直転送電極1dおよび水平転送電極1eにそれぞれ
印加することで固体撮像素子Iを駆動する。
The timing signal generation circuit 3 generates the vertical transfer pulses V1. ~v4 and horizontal transfer pulses H1 and H2 are generated at predetermined timings and applied to the vertical transfer electrode 1d and horizontal transfer electrode 1e via the CCD driver 2, respectively, thereby driving the solid-state image sensor I. .

この固体撮像素子1の駆動は、基本的には光電変換部1
aに入射光量に応じて蓄積された信号電荷を垂直同期信
号V 5yneに同期してトランスファゲート1tを電
荷のシフトが可能な状態にることにより前記第1の電荷
転送レジスタIb群にそれぞれ転送せしめ、第1の電荷
転送レジスタ1b群に入力された信号電荷を前記垂直転
送パルスVL、〜v4に従って順次1画素分ずつ垂直転
送する。そして前記第1の電荷転送レジスタ1b群から
水平方向1行分の信号電荷が前記第2の電荷転送レジス
タICに並列入力されたとき、水平同期信号H5ync
に同期して上記第2の電荷転送レジスタICを駆動し、
第2の電荷転送レジスタ1cを駆動する前記水平転送パ
ルスH1,H2に従って水平方向1行分の信号電荷を時
系列に読み出し出力する。
The solid-state image sensor 1 is basically driven by the photoelectric conversion unit 1.
The signal charges accumulated in a according to the amount of incident light are transferred to the first charge transfer register Ib group by synchronizing with the vertical synchronizing signal V5yne and putting the transfer gate 1t in a state where the charges can be shifted. , the signal charges input to the first charge transfer register group 1b are sequentially vertically transferred pixel by pixel according to the vertical transfer pulses VL, -v4. When signal charges for one row in the horizontal direction from the first charge transfer register 1b group are input in parallel to the second charge transfer register IC, the horizontal synchronization signal H5ync
driving the second charge transfer register IC in synchronization with;
According to the horizontal transfer pulses H1 and H2 that drive the second charge transfer register 1c, signal charges for one row in the horizontal direction are read out in time series and output.

このような第1の電荷転送レジスタ(垂直シフトレジス
タ) Ib群の駆動による信号電荷の1画素単位での垂
直転送と、第2の電荷転送レジスタ(水平シフトレジス
タ) lcの駆動による信号電荷の1行分に亘ろ水平転
送とを繰り返し実行することにより、前記光電変換部1
aにて求められた信号電荷が行方向に繰り返し走査され
て時系列に読み出される。
Vertical transfer of signal charges in units of one pixel by driving the first charge transfer register (vertical shift register) group Ib, and transfer of signal charges by one pixel by driving the second charge transfer register (horizontal shift register) lc By repeatedly performing the horizontal transfer over the rows, the photoelectric conversion unit 1
The signal charges determined in step a are repeatedly scanned in the row direction and read out in time series.

さて上述したようにして固体撮像素子1から読み出され
る信号電荷に対応する映像信号は、前記フローティング
デエフユージョンアンプ(FDA)4を介した後に映像
プロセス回路5に与えられる。
Now, the video signal corresponding to the signal charge read out from the solid-state image pickup device 1 as described above is applied to the video processing circuit 5 after passing through the floating DEF fusion amplifier (FDA) 4.

この映像プロセス回路5では、先ずその入力段のCDS
回路7にて前記固体撮像素子1からの入力映像信号VI
DEOに対して相関二重サンプル処理を施し、その映像
信号VIDEO中に含まれるリセット雑音等の低周波の
ノイズ成分を除去すると共に、画素信号レベルでの直流
レベル変動補償を行う。
In this video processing circuit 5, first, the CDS of its input stage is
The circuit 7 receives the input video signal VI from the solid-state image sensor 1.
Correlated double sampling processing is applied to the DEO to remove low frequency noise components such as reset noise contained in the video signal VIDEO, and to compensate for DC level fluctuations at the pixel signal level.

このような処理が施された映像信号VIDEOが直流動
作レベルの異なる次段回路へコンデンサ8を介して伝達
される。オプチカルブラッククランプ回路9は、このよ
うにしてコンデンサ8を介して伝達される映像信号VI
DEOに対し、オプチカルブラックレベルOBLを基準
レベルとしたクランピングを行うものである。つまりク
ランプ回路9は、第6図に示すように映像信号VIDE
Oのフロントポーチ(水平ブランキング期間内)にて、
その直流レベルをオプチカルブラックレベルOBLにク
ランプ(一定化)して前記映像信号VIDEOに対する
直流成分をブラックレベルOBLに規定している。
The video signal VIDEO subjected to such processing is transmitted via the capacitor 8 to the next stage circuit having a different DC operation level. The optical black clamp circuit 9 is connected to the video signal VI transmitted via the capacitor 8 in this way.
Clamping is performed on the DEO using the optical black level OBL as a reference level. In other words, the clamp circuit 9 receives the video signal VIDE as shown in FIG.
On the front porch of O (within the horizontal blanking period),
The DC level is clamped (constant) to the optical black level OBL, and the DC component for the video signal VIDEO is defined as the black level OBL.

このクランプ作用について簡単に説明すると、例えば第
7図(a)に示すように固体撮像素子Iから読み川され
る映像信号VIDEOの輝度レベルが水平走査期間の変
化に伴って大きく変化すると、クランプ回路9に伝達さ
れる映像信号はコンデンサ8を介することでクランプ回
路9側の基準電位を中心電位とする交流成分の波形、即
ち、第7図(b)に示すような信号波形となる。従って
このままでは映像信号VIDEOが本来的に持っていた
直流成分が失われてしまうことになる。クランプ回路9
はこのようにしてコンデンサ8を介することで失われる
映像信号V I DEOの直流成分を回復するべく、そ
の水平ブランキング期間内(映像信号V I DEOの
フロントポーチ)にて、その直流レベルをオプチカルブ
ラックレベルOBLにてクランプする。この結果、第7
図(e)に示すように映像信号V I DEOのフロン
トポーチでの信号レベルが、次段回路でのオプチカルブ
ラックレベルOBLに規定される。そしてその映像信号
VIDEOが正しく取り扱われることになる。
To briefly explain this clamping effect, for example, as shown in FIG. 7(a), when the brightness level of the video signal VIDEO read from the solid-state image sensor I changes greatly with changes in the horizontal scanning period, the clamping circuit By passing through the capacitor 8, the video signal transmitted to the video signal 9 becomes an alternating current component waveform whose center potential is the reference potential on the clamp circuit 9 side, that is, a signal waveform as shown in FIG. 7(b). Therefore, if this continues, the DC component that the video signal VIDEO originally had will be lost. Clamp circuit 9
In this way, in order to recover the DC component of the video signal V I DEO that is lost through the capacitor 8, the DC level is optically adjusted during the horizontal blanking period (front porch of the video signal V I DEO). Clamp at black level OBL. As a result, the seventh
As shown in Figure (e), the signal level of the video signal V I DEO at the front porch is defined as the optical black level OBL in the next stage circuit. Then, the video signal VIDEO will be handled correctly.

[発明が解決しようとする課JVI] ところでこの種の固体撮像素子lを用いた被写体像の電
子的な撮像を行う手法として、固体撮像素子lによる信
号電荷の蓄積時間を制御してその露光量を決定する、所
謂素子シャッタがある。この素子シャッタは固体撮像素
子lの光電変換部1aに発生している不要電荷を排出し
た後、上記光電変換部1aにて所定時間に亘って入射光
量に応じた信号電荷の蓄積を行わせ、この信号電荷を垂
直同期等の所定のタイミングで画像信号として読み出す
ものである。
[Problem to be solved by the invention JVI] By the way, as a method for electronically capturing a subject image using this type of solid-state image sensor l, it is possible to control the accumulation time of signal charges by the solid-state image sensor l and adjust the exposure amount. There is a so-called element shutter that determines the This element shutter discharges unnecessary charges generated in the photoelectric conversion section 1a of the solid-state image sensor l, and then causes the photoelectric conversion section 1a to accumulate signal charges according to the amount of incident light over a predetermined period of time. This signal charge is read out as an image signal at a predetermined timing such as vertical synchronization.

ところが従来一般的には、上記不要電荷の排出処理は固
体撮像素子1の電荷転送レジスタを高速駆動して行われ
、水平転送レジスタ周辺部のオーバーフロードレインに
て捨て切れなかった一部の不要電荷はそのまま固体撮像
素子1の出力として排出される。しかもこの不要電荷の
排出処理は、固体撮像素子lに残されている全ての光電
変換部およびシフトレジスタ内の不要電荷を排出するべ
く、一般的には水平ブランキング期間内においても第2
の電荷転送レジスタ(水平シフトレジスタ)1cを駆動
し続けて行われる。この為、従来では往々にして不要電
荷の排出期間と前記クランプ回路9によるクランプタイ
ミングとが重なり、例えば第8図に示すように不要電荷
の成分に対応する出力波形が現れたタイミングでクラン
プしてしまうことがあった。このようなミスクランプを
生じると、不要電荷の信号レベルが、本来、映像信号の
低位側の基準レベルであるオプチカルブラックレベルO
BLに規定されることになるので、第8図に示すように
その後の映像信号VIDEOのレベルが大幅に低下し、
所謂黒沈みが生じると云う不具合が生じた。
However, conventionally, the process of discharging the unnecessary charge is performed by driving the charge transfer register of the solid-state image sensor 1 at high speed, and some of the unnecessary charge that cannot be discarded is discharged by the overflow drain around the horizontal transfer register. It is discharged as is as the output of the solid-state image sensor 1. Moreover, this unnecessary charge discharge processing is generally carried out at the second stage even during the horizontal blanking period in order to discharge unnecessary charges in all the photoelectric conversion units and shift registers remaining in the solid-state image sensor l.
This is performed by continuously driving the charge transfer register (horizontal shift register) 1c. For this reason, conventionally, the discharge period of unnecessary charge and the clamping timing by the clamp circuit 9 often overlap, and for example, as shown in FIG. 8, the clamping is performed at the timing when the output waveform corresponding to the unnecessary charge component appears. Sometimes I put it away. When such a misclamp occurs, the signal level of the unnecessary charge is lower than the optical black level O, which is originally the lower reference level of the video signal.
Since the BL is specified, the level of the subsequent video signal VIDEO decreases significantly as shown in FIG.
A problem occurred in which so-called black sinking occurred.

第4図は上述したようなミスクランプが発生する場合の
水平ブランキングパルスHB L K 、  クランプ
信号(ヒクランビングパルス) CLP 、水平転送パ
ルスH1,H2,および垂直転送パルスV1.〜v4の
タイミング関係を示す図である。この第4図に示すタイ
ミング関係から容易に了解されるように、この例では水
平ブランキング期間内(HBLKのハイレベル期間)に
おいて、映像信号に対するクランピングがなされるとき
にも(クランピングパルスCLPの期間)、水平転送パ
ルスH1,H2により前記水平シフトレジスタ1cから
の電荷読み出し駆動が継続的になされている。この結果
、上述したようなミスクランプが生じることになる。
FIG. 4 shows the horizontal blanking pulse HBLK, clamp signal (hiclamping pulse) CLP, horizontal transfer pulses H1, H2, and vertical transfer pulse V1. It is a figure showing the timing relationship of ~v4. As can be easily understood from the timing relationship shown in FIG. 4, in this example, even when clamping is performed on the video signal (clamping pulse CLP period), charge readout from the horizontal shift register 1c is continuously driven by the horizontal transfer pulses H1 and H2. As a result, misclamping as described above will occur.

しかもこのようなミスクランプが生じると、実際には、
例えば第8図に示すような急峻な応答動作が行われない
ため、その後の映像信号VIDEOに対する正常なオプ
チカルブラックレベルOBLの回復までに時間が掛かる
ことになり、上述した不要電荷の排出後の速やかな映像
信号V I DEOの撮像記録動作が妨げられると云う
問題が生じた。
Moreover, when such a misclamp occurs, in reality,
For example, since the steep response operation shown in FIG. 8 is not performed, it takes time to recover the normal optical black level OBL for the subsequent video signal VIDEO, and the A problem has arisen in that the image capturing and recording operation of the video signal V I DEO is hindered.

本発明はこのような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、撮像素子がらの不要電荷の排出
時におけるミスクランプを効果的に防止し、上記撮像素
子から得られる映像信号のDCレベルを常に安定に確保
することのできる簡易で実用性の高い構成の撮像素子駆
動回路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 effectively prevent misclamping when unnecessary charges are discharged from an image sensor, and to improve the image signal obtained from the image sensor. An object of the present invention is to provide an image pickup device drive circuit having a simple and highly practical configuration that can always maintain a stable DC level.

[課題を解決するための手段] 本発明に係る撮像素子駆動回路は、入射光量に応じた信
号電荷を蓄積する光電変換部と、この光電変換部に蓄積
された電荷を読み出す為の電荷転送レジスタとを備えた
撮像素子に対し、不要電荷排出期間内における該撮像素
子の出力に対するクランピングタイミングを含む時m1
区間においての前記電荷転送レジスタに対する電荷排出
駆動を停止する手段を具備したことを特徴とするもので
ある。
[Means for Solving the Problems] An image sensor driving circuit according to the present invention includes a photoelectric conversion section that accumulates signal charges according to the amount of incident light, and a charge transfer register for reading out the charges accumulated in the photoelectric conversion section. The time m1 including the clamping timing for the output of the image sensor within the unnecessary charge discharge period for the image sensor equipped with
The present invention is characterized by comprising means for stopping the charge discharge drive for the charge transfer register in the section.

[作 用] 本発明によれば、不要電荷の排出を行うべく設定された
期間内であっても、少なくとも電荷転送レジスタから読
み出される信号電荷に対応する映像信号出力に対してク
ランプ処理が施される期間においては、上記電荷転送レ
ジスタからの電荷の読み出し出力が禁止されるので、映
像信号に対するクランプタイミングと不要電荷の排出タ
イミングとが重なることがなくなる。この結果、クラン
プタイミングにおいて誤って不要電荷をクランプするこ
とがなくなるので、ミスクランプによる映像信号の直流
レベルが不本意にシフトされることがなくなり、その直
流レベルを安定に一定化することが可能となる。
[Function] According to the present invention, clamp processing is performed on at least the video signal output corresponding to the signal charge read from the charge transfer register even within the period set for discharging unnecessary charges. During this period, reading and outputting charges from the charge transfer register is prohibited, so that the clamping timing for the video signal and the timing for discharging unnecessary charges do not overlap. As a result, unnecessary charges will not be erroneously clamped at the clamp timing, so the DC level of the video signal will not be inadvertently shifted due to misclamping, and the DC level can be stably kept constant. Become.

[実施例コ 以下、図面を参照して本発明の一実施例に係る撮像素子
駆動回路について説明する。 第1図は本発明を適用し
たシステムにおいて、静止画像の記録を行う場合の動作
シーケンスを概念的に示す流れ図であり、また第2図は
第1図を参照して説明される本システムでの各信号のタ
イミング関係を示す図である。更に第3図は第2図にお
ける要部(A−A区間)の時間軸を伸長してそのタイミ
ング関係を詳しく示したタイミング図である。択的に実
行する如く構成されている。
[Embodiment 2] An image sensor driving circuit according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a flowchart conceptually showing the operation sequence when recording a still image in a system to which the present invention is applied, and FIG. FIG. 3 is a diagram showing the timing relationship of each signal. Furthermore, FIG. 3 is a timing diagram showing the timing relationship in detail by expanding the time axis of the main part (A-A section) in FIG. It is configured to be executed selectively.

即ち、第2図および第3図において、本システムの特徴
的な撮像素子の駆動態様を示す垂直ブランキングパルス
VBLK、水平ブランキングパルス)IBLに、クラン
ピングパルスCLP 、  シャッタ制御パルス5II
T 、垂直転送パルスV1.〜V4.水平転送パルスH
1,H2,)ランスファゲートパルスTG、 a体撮像
素子による有効画像信号の読み出し区間を表す有効画像
ストローブパルスAVSのタイミング関係が示される。
That is, in FIGS. 2 and 3, a vertical blanking pulse (VBLK), a horizontal blanking pulse (IBL), a clamping pulse (CLP), and a shutter control pulse (5II) are used to show the driving mode of the image sensor characteristic of this system.
T, vertical transfer pulse V1. ~V4. Horizontal transfer pulse H
1, H2,) The timing relationship between the transfer gate pulse TG and the effective image strobe pulse AVS representing the readout section of the effective image signal by the a-body image sensor is shown.

尚、この実施例システムのブロック的な構成については
、既述した第5図に示すブロック構成と同様であるので
、ここではこの第5図を参照して実施例システムの詳細
について説明する。
The block configuration of this embodiment system is the same as the block configuration shown in FIG. 5 described above, so the details of the embodiment system will be described here with reference to FIG. 5.

本システムを起動すると、コントローラ6は図示しない
シャッタトリガスイッチ等からのシャッタトリガ信号の
入力の有無を識別処理する(ステップa)。この識別処
理にてシャッタトリガ信号の入力が検出されると、コン
トローラ6は図示しない測光手段等により求められる撮
像対象についての測光情報や、撮像光学系におけるアパ
ーチャ絞り値を規定する為の絞り制御情報(絞りの情報
)等に従い、素子シャッタ機能における露光時間(信号
電荷の蓄積時間)を規定する為の時間T2を設定する(
ステップb)。次いで固体撮像素子の光電変換部1aに
おける不要電荷排出の為に必要な時間T1を上記露光時
間T2に加算してなる時間(TI +T2 )を設定す
る(ステップC)。これらの時間設定は、コントローラ
6におけるカウンタ機能部に上記時間にそれぞれ対応し
た計数値をプリセットすることによりなされる。
When this system is started, the controller 6 performs processing to identify whether or not a shutter trigger signal is input from a shutter trigger switch (not shown) or the like (step a). When the input of the shutter trigger signal is detected in this identification process, the controller 6 receives photometric information about the imaging target obtained by a photometric means (not shown), and aperture control information for specifying the aperture value in the imaging optical system. (Aperture information) etc., set the time T2 to define the exposure time (signal charge accumulation time) in the element shutter function (
Step b). Next, a time (TI + T2) is set by adding the time T1 necessary for discharging unnecessary charges in the photoelectric conversion section 1a of the solid-state image sensor to the exposure time T2 (Step C). These time settings are made by presetting count values corresponding to the above-mentioned times in the counter function section of the controller 6.

しかして上述した如く不要電荷排出の為の時間TIおよ
び信号電荷蓄積の為の露光時間T2の設定がなされると
、上記時間(TI +T2 )に相当する時間幅のシャ
ッタ制御信号SHTが前記コントローラ6からタイミン
グ信号発生回路3に与えられる。タイミング信号発生回
路3はこのようなシャッタ制御信号SHTに基づいてト
ランスファゲートパルスTGを発生し、前記固体撮像素
子を素子シャッタ駆動する。
As described above, when the time TI for discharging unnecessary charges and the exposure time T2 for accumulating signal charges are set, the shutter control signal SHT with a time width corresponding to the above time (TI + T2) is transmitted to the controller 6. The signal is applied to the timing signal generation circuit 3 from The timing signal generation circuit 3 generates a transfer gate pulse TG based on such a shutter control signal SHT, and drives the solid-state image sensor with its element shutter.

即ち、第2図に示すようにタイミング信号発生回路3は
T1時間区間内に4発のトランスファゲートパルスTG
を前記固体撮像素子のトランスファゲートに印加し、そ
のゲート機能をオン動作させる。このトランスファゲー
トのオン動作によって前記固体撮像素子の光電変換部1
aに蓄積されている不要電荷が垂直シフトレジスタ1b
群に転送され、垂直シフトレジスタlb群を介して排出
される。
That is, as shown in FIG. 2, the timing signal generation circuit 3 generates four transfer gate pulses TG within the time period T1.
is applied to the transfer gate of the solid-state image sensor to turn on the gate function. Due to the ON operation of this transfer gate, the photoelectric conversion section 1 of the solid-state image sensor
The unnecessary charge accumulated in a is transferred to the vertical shift register 1b.
group and is discharged via vertical shift register lb group.

このようなトランスファゲートパルスTGの4発註の後
縁に続く区間が、前記光電変換部1aにおける信号電荷
の有効蓄積時間、つまり素子シャッタ機能による露光時
間として設定される。
The section following the trailing edge of four such transfer gate pulses TG is set as the effective accumulation time of signal charges in the photoelectric conversion section 1a, that is, the exposure time by the element shutter function.

しかして前記不要電荷の排出時間T1から露光時間T2
を経過した時点で、前記シャッタ制御信号SHTが立ち
下がり、タイミング信号発生回路3はその立ち下がりに
同期してトランスファゲートパルスTGを前記固体撮像
素子のトランスファゲートに印加する。このトランスフ
ァゲートのオン動作により、それまでに光電変換部1a
に蓄積された信号電荷が一斉に垂直シフトレジスタtb
群に転送され、垂直シフトレジスタ1tJJから水平シ
フトレジスタICを介する読み出しが開始される。この
時点が素子シャッタ機能における露光終了時点である。
Therefore, from the unnecessary charge discharge time T1 to the exposure time T2
When the shutter control signal SHT falls, the timing signal generating circuit 3 applies a transfer gate pulse TG to the transfer gate of the solid-state image pickup device in synchronization with the falling of the shutter control signal SHT. Due to this ON operation of the transfer gate, the photoelectric conversion section 1a
The signal charges accumulated in the vertical shift register tb are simultaneously transferred to the vertical shift register tb.
readout from the vertical shift register 1tJJ via the horizontal shift register IC is started. This point is the end point of exposure in the element shutter function.

第2図に示すように上記露光の終了時点を規定するトラ
ンスファゲートパルスTGは、上記露光時間T2の終端
より僅かに遅れた時点で発せられる。
As shown in FIG. 2, the transfer gate pulse TG that defines the end of the exposure is emitted at a time slightly later than the end of the exposure time T2.

従って光電変換部la内の不要電荷を排出する時間T1
の後縁タイミングから、上記露光時間T2終了後のトラ
ンスファゲートパルスTG(5元口のトランスファゲー
トパルスTG)が発せられる間での期間T3が実質的な
露光時間となる。
Therefore, the time T1 for discharging unnecessary charges in the photoelectric conversion section la
The period T3 from the trailing edge timing to when the transfer gate pulse TG (5-gate transfer gate pulse TG) after the end of the exposure time T2 is emitted becomes a substantial exposure time.

第1図に示す処理手順に戻って、前述したステップCに
示される時間(Tl +T2 )の設定は、上述したよ
うにシャッタ制御信号SHTのパルス幅を規定し、この
パルス幅の規定されたシャッタ制御信号SHTを固体撮
像素子に対して発することに対応している。
Returning to the processing procedure shown in FIG. 1, the setting of the time (Tl + T2) shown in step C described above defines the pulse width of the shutter control signal SHT as described above, and the shutter This corresponds to issuing the control signal SHT to the solid-state image sensor.

しかしてシャッタ制御信号5)ITが発せられると、直
ちに垂直シフトレジスタ1bは、高速に切り替えられた
垂直転送パルスV 1.V 2.〜v4を受けて高速転
送動作する。この垂直シフトレジスタ1bの高速転送動
作により、前記光電変換部1aから転送された不要電荷
に対する速やかな排出が行われる(ステップd)。尚、
このとき水平シフトレジスタICに印加される水平転送
パルスHl/H2については、その周波数自体は一定で
ある。
When the shutter control signal 5) IT is issued, the vertical shift register 1b immediately transfers the vertical transfer pulse V1. V2. ~V4 is received and high-speed transfer operation is performed. Due to this high-speed transfer operation of the vertical shift register 1b, unnecessary charges transferred from the photoelectric conversion section 1a are quickly discharged (step d). still,
The frequency itself of the horizontal transfer pulse H1/H2 applied to the horizontal shift register IC at this time is constant.

然し乍ら、第3図に水平レートでの信号タイミングを示
すように、本発明においてはこの水平転送パルスH1/
H2の断続期間の設定について、次のような顕著な特徴
を有している。
However, as shown in FIG. 3, which shows the signal timing at the horizontal rate, in the present invention, this horizontal transfer pulse H1/
The setting of the intermittent period of H2 has the following remarkable characteristics.

即ち、水平転送パルスHl/H2は、毎回の水平ブラン
キング期間を規定する水平ブランキングパルス+1 B
 L Kの発生期間において、その発生が停止制御され
るようになっている。つまり水平ブランキングパルス1
tBIJの発生に応動して水平転送パルスH1/H2の
生成出力が停止制御され、その期間における固体撮像素
子からの不要電荷の排出が阻止されるようになっている
(ステップe)。
That is, the horizontal transfer pulse Hl/H2 is equal to the horizontal blanking pulse +1 B that defines each horizontal blanking period.
During the generation period of LK, its generation is controlled to stop. In other words, horizontal blanking pulse 1
In response to the occurrence of tBIJ, the generation and output of the horizontal transfer pulses H1/H2 is controlled to stop, and unnecessary charges are prevented from being discharged from the solid-state image sensor during that period (step e).

第3図に示すように、固体撮像素子からの映像信号出力
に対してのクランプ処理を行う為のタイミングを規定す
るクランプパルスCLPは、上述した水平ブランキング
パルスHBIJの発生期間内に発生されるようになって
いる。このようなりランプパルスCI、Pに基づく不要
電荷の誤ったクランプを未然に防ぐべく、本システムで
はそのクランプタイミングにおける不要電荷の排出を阻
止するべく、水平ブランキングパルスIIBLK期間に
おける水平転送パルスHl/H2の生成出力を停止させ
るものとなっている。
As shown in FIG. 3, the clamp pulse CLP that defines the timing for performing clamp processing on the video signal output from the solid-state image sensor is generated within the generation period of the horizontal blanking pulse HBIJ described above. It looks like this. In order to prevent such erroneous clamping of unnecessary charges based on the ramp pulses CI and P, in this system, in order to prevent unnecessary charges from being discharged at the clamp timing, the horizontal transfer pulse Hl/P during the horizontal blanking pulse IIBLK period is This is to stop the generation output of H2.

この結果、第4図に水平転送パルスH1/H2を連続的
に発生している従来システムのようにクランプタイミン
グに不要電荷が排出されることがなくなるので、不要電
荷の排出期間にミスクランプか発生することが効果的に
回避される。
As a result, unlike the conventional system in which horizontal transfer pulses H1/H2 are continuously generated as shown in Figure 4, unnecessary charges are not discharged at the clamp timing, so mis-clamping occurs during the discharge period of unnecessary charges. is effectively avoided.

尚、水平ブランキングパルス)IBLに期間内で水平シ
フトレジスタlcの転送駆動が停止されるのは、第3図
に示すような不要電荷の排出期間(光電変換部1aにお
ける不要電荷の排出期間Tlと、光電変換部1aにおけ
る信号電荷の蓄積時間であって、シフトレジスタ内の不
要電荷を排出する期間T2)内だけである。そしてそれ
以外の世紀の映像信号の読み出し期間にあっては、水平
シフトレジスタ1cから読み出される映像信号出力に対
して適正なりランピング動作が行われ得るようになされ
ていることは云うまでもない。
Note that the transfer drive of the horizontal shift register lc is stopped within the period (horizontal blanking pulse) IBL during the unnecessary charge discharge period (unnecessary charge discharge period Tl in the photoelectric conversion unit 1a) as shown in FIG. This is the signal charge accumulation time in the photoelectric conversion unit 1a, and is only within the period T2) during which unnecessary charges in the shift register are discharged. It goes without saying that during the reading period of video signals of other centuries, an appropriate ramping operation can be performed on the video signal output read from the horizontal shift register 1c.

さて第2図を参照してそのタイミング関係を説明したよ
うに、不要電荷の排出期間Tlに入ると上述したように
不要電荷の排口動作が開始され、タイミング信号発生回
路3では上記時間区間T1の計時動作を継続する(ステ
ップf)。そしてタイミング信号発生回路3は上記時間
T1の計時後、光電変換部1aによる信号電荷の蓄積動
作を開始させることになる(ステップg)。
As explained above with reference to FIG. 2, when the unnecessary charge discharge period Tl begins, the unnecessary charge discharge operation starts as described above, and the timing signal generating circuit 3 The timing operation continues (step f). After measuring the time T1, the timing signal generating circuit 3 causes the photoelectric conversion section 1a to start accumulating signal charges (step g).

その後、時間(Tl +72 )についての計時動作を
継続しくステップh)、その計時終了タイミングで前記
垂直シフトレジスタlbの駆動モードを通常の動作周波
数に切り替える(ステップi)。
Thereafter, the timing operation for the time (Tl +72) is continued in step h), and at the timing when the timing ends, the drive mode of the vertical shift register lb is switched to the normal operating frequency (step i).

つまり不要電荷を高速に排出するべく高速度な水平転送
パルスH1/H2を発生していたことに変えて、通常の
読み出し速度での水平転送パルスH1/H2を発生出力
する。
That is, instead of generating high-speed horizontal transfer pulses H1/H2 to discharge unnecessary charges at high speed, horizontal transfer pulses H1/H2 at a normal read speed are generated and output.

しかして不要電荷の排出駆動が終了すると、その終了タ
イミングから僅かに遅れてトランスファゲートがオン動
作され、前述した如く充電変換部laに蓄積された信号
電荷が垂直シフトレジスタ1bに転送される(ステップ
j)。そして垂直シフトレジスタ1bに転送され、保持
された信号電荷は、次の垂直ブランキングパルスVBL
Kの発生を検出しくステップk)、この垂直ブランキン
グパルスVB、LKに同期して前記タイミング信号発生
回路3から出力される垂直転送パルスVl、V2.〜V
4と水平転送パルスH1/H2とを受けて固体撮像素子
から順に読み出される(ステップm)。この信号電荷の
読み出しがなされるに際しては、垂直ブランキングパル
スVBLKに同期して前記タイミング信号発生回路3か
ら有効ストローブパルスAVSが出力され、固体撮像素
子から読み出される信号電荷に対応する映像信号の取り
込みが指示される(ステップΩ)。
When the unnecessary charge discharge drive is completed, the transfer gate is turned on with a slight delay from the completion timing, and the signal charge accumulated in the charge conversion section la is transferred to the vertical shift register 1b as described above (step j). The signal charges transferred and held to the vertical shift register 1b are then transferred to the next vertical blanking pulse VBL.
In step k), the generation of vertical transfer pulses Vl, V2 . ~V
4 and the horizontal transfer pulses H1/H2, the data are sequentially read out from the solid-state image sensor (step m). When this signal charge is read out, an effective strobe pulse AVS is outputted from the timing signal generation circuit 3 in synchronization with the vertical blanking pulse VBLK, and a video signal corresponding to the signal charge read out from the solid-state image sensor is captured. is instructed (step Ω).

このようにして信号電荷の読み出しが行われた後、本シ
ステムは再びトリガ信号の入力待ちの状態となり、トリ
ガ信号の検出識別の動作モードに復帰する。
After the signal charges are read out in this manner, the system enters a state of waiting for input of a trigger signal again, and returns to the trigger signal detection/identification operation mode.

このように本発明によれば、不要電荷の排出期間内にお
ける撮像素子の出力に対するクランピングタイミングで
の電荷転送レジスタにおける電荷排出駆動を停止させる
手段を備えていると云う簡易な構成により、撮像素子か
らの出力映像信号に対するミスクランプの発生の虞れを
根本的に回避することができる等の実用上多大なる効果
が奏せられる。
As described above, according to the present invention, the image pickup device can be removed by a simple configuration including a means for stopping the charge discharge drive in the charge transfer register at the clamping timing for the output of the image pickup device within the unnecessary charge discharge period. It is possible to achieve great practical effects, such as being able to fundamentally avoid the possibility of misclamping occurring in the output video signal from the video signal.

尚、本発明は上述した実施例に限定されるものではない
。例えば不要電荷排出期間内で第2の電荷転送レジスタ
(水平シフトレジスタ) leの駆動を、水平ブランキ
ング信号IIBLK期間の全てに互って停止させること
なく少なくともクランプ信号CLPに従ってクランプ処
理が行われる期間を含むように第2の電荷転送レジスタ
ICの駆動を禁止するようにすれば十分である。このよ
うな電荷転送レジスタに対する電荷転送駆動の断続の制
御は、コントローラ(マイクロプロセッサ)並びにゲー
トアレイ等における計時動作により容易に実現すること
ができる。
Note that the present invention is not limited to the embodiments described above. For example, within the unnecessary charge discharge period, the drive of the second charge transfer register (horizontal shift register) le is not stopped during the entire horizontal blanking signal IIBLK period, and at least a period in which clamp processing is performed according to the clamp signal CLP. It is sufficient to prohibit the driving of the second charge transfer register IC so as to include the following. Such on/off control of charge transfer driving for the charge transfer register can be easily realized by a timekeeping operation in a controller (microprocessor), gate array, or the like.

またここでは垂直転送パルスVl、〜V4と水平転送パ
ルスH1,H2を用いて第1および第2の電殉転送レジ
スタlb、 lcを駆動するものとして説明したが、第
1および第2の電荷転送レジスタlb。
In addition, although the explanation has been made here assuming that the first and second charge transfer registers lb and lc are driven using the vertical transfer pulses Vl and ~V4 and the horizontal transfer pulses H1 and H2, the first and second charge transfer registers lb and lc are driven. register lb.

1cの構成やその駆動方式については特に限定されない
。その他、スチル画像の撮像のみならずムービー画像の
撮像にも同様に適用することができ、要するに本発明は
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。
There are no particular limitations on the configuration of 1c or its driving method. In addition, the present invention can be similarly applied not only to capturing still images but also to capturing movie images, and in short, the present invention can be implemented with various modifications without departing from the gist thereof.

[発明の効果] 以上説明したように本発明によれば、簡易にして効果的
に不要電荷の排出時におけるミスクランプを防止するこ
とができ、常に安定にオプチカルブラックレベルが正確
に規定された映像信号を得ることができる等の実用上多
大なる効果が奏せられる。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, it is possible to easily and effectively prevent misclamping when discharging unnecessary charges, and to produce an image in which the optical black level is always stably and accurately defined. Great practical effects such as being able to obtain signals can be achieved.

【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る撮像素子駆動回路にお
ける動作モードの遷移を模式的に示す図、第2図および
第3図はそれぞれ実施例回路の動作を説明する為の信号
タイミング図、第4図は従来における問題点を説明する
為のタイミング図、第5図は固体撮像素子とその周辺回
路を含む撮像素子駆動回路の概略構成図、第6図乃至第
8図はそれぞれ固体撮像素子から読み出される映像信号
に対するオプチカルブラッククランプ作用を説明する為
の図である。 ■・・・固体撮像素子、la・・・光電変換部、1b・
・・第1の電荷転送レジスタ群、lc・・・第2の電荷
転送レジスタ、2・・・CCDドライバ、3・・・タイ
ミング信号発生回路、5・・・映像プロセス回路、6・
・・コントローラ、9・・・オプチカルブラッククラン
プ回路。
FIG. 1 is a diagram schematically showing the transition of operation modes in an image sensor drive circuit according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are signal timing diagrams for explaining the operation of the embodiment circuit, respectively. , FIG. 4 is a timing diagram for explaining the problems in the conventional technology, FIG. 5 is a schematic configuration diagram of an image sensor drive circuit including a solid-state image sensor and its peripheral circuits, and FIGS. 6 to 8 are respectively for solid-state imaging. FIG. 3 is a diagram for explaining an optical black clamp effect on a video signal read out from an element. ■...Solid-state image sensor, la...Photoelectric conversion unit, 1b.
...First charge transfer register group, lc...Second charge transfer register, 2...CCD driver, 3...Timing signal generation circuit, 5...Video processing circuit, 6.
...Controller, 9...Optical black clamp circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 入射光量に応じた信号電荷を蓄積する光電変換部と、こ
の光電変換部に蓄積された電荷を読み出す為の電荷転送
レジスタとを備えた撮像素子に対し、 不要電荷排出期間内における該撮像素子の出力に対する
クランピングタイミングを含む時間区間において、前記
撮像素子の電荷転送レジスタに対する電荷排出駆動を停
止する手段を具備したことを特徴とする撮像素子駆動回
路。
[Scope of Claims] An unnecessary charge discharge period for an image sensor equipped with a photoelectric conversion section that accumulates signal charges according to the amount of incident light and a charge transfer register for reading out the charges accumulated in this photoelectric conversion section. 1. An image sensor driving circuit comprising means for stopping charge discharge drive for a charge transfer register of the image sensor during a time period including a clamping timing for the output of the image sensor.
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