JPH04258093A - Video signal processing circuit - Google Patents

Video signal processing circuit

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Publication number
JPH04258093A
JPH04258093A JP9119665A JP1966591A JPH04258093A JP H04258093 A JPH04258093 A JP H04258093A JP 9119665 A JP9119665 A JP 9119665A JP 1966591 A JP1966591 A JP 1966591A JP H04258093 A JPH04258093 A JP H04258093A
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JP
Japan
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sample
circuit
output
signal
video signal
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Application number
JP9119665A
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Japanese (ja)
Inventor
Akira Togashi
明 富樫
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Publication of JPH04258093A publication Critical patent/JPH04258093A/en
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Abstract

PURPOSE:To eliminate an undesired noise component appearing a CCD sensor output for a blanking period. CONSTITUTION:A 1st sample circuit 25 is used to sample a picture signal for a picture signal output period being a CCD output signal and a 2nd sample circuit 33 samples a potential from a voltage source for a blanking period of the picture signal. Outputs of the two sample circuits 25,33 are subject to holding by a common capacitor C2 and either of the sample circuits 25,33 is operated by an external switching signal. A 3rd sample circuit 27 samples and holds an output for an optical black level output period when the 1st sample circuit 25 is in operation and a 4th sample circuit 28 samples and holds a blanking level when the 2nd sample circuit 33 is in operation, the 3rd and 4th sample and hold voltages are compared and the voltage source of the 2nd sample circuit 33 is controlled so that the 3rd and 4th sample and hold voltages are equal to each other.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、CCD出力信号を処理
する映像信号処理回路に関し、特にCCDエリアイメー
ジセンサのように微小な出力信号レベルまで扱う場合の
信号処理回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a video signal processing circuit for processing CCD output signals, and more particularly to a signal processing circuit for processing even minute output signal levels, such as in a CCD area image sensor.

【0002】0002

【従来の技術】従来、CCDエリアイメージセンサの信
号処理回路として、図4のブロック図に示すものがある
。この回路はサンプルタイミングfとCCD用基準クロ
ックを出力するクロックジェネレータ11,CCDエリ
アイメージセンサ12,このCCDセンサ12の出力を
増幅するバッファアンプ13,このバッファアンプ13
の出力を処理する信号処理回路10b、この信号処理回
路10bの出力を増幅するAGC回路14から構成され
る。また、信号処理回路10bは、クランプスイッチ2
3およびサンプルスイッチ25の制御信号を出力するパ
ルス発生回路20,クランプ用電圧源22,バッファア
ンプ24,25およびコンデンサC1 ,C2 から構
成されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, there is a signal processing circuit for a CCD area image sensor as shown in the block diagram of FIG. This circuit includes a clock generator 11 that outputs a sample timing f and a CCD reference clock, a CCD area image sensor 12, a buffer amplifier 13 that amplifies the output of this CCD sensor 12, and this buffer amplifier 13.
The signal processing circuit 10b processes the output of the signal processing circuit 10b, and the AGC circuit 14 amplifies the output of the signal processing circuit 10b. Further, the signal processing circuit 10b includes a clamp switch 2
3 and sample switch 25, a clamping voltage source 22, buffer amplifiers 24 and 25, and capacitors C1 and C2.

【0003】図5(a)〜(c)は図4の動作波形図を
示している。CCDセンサ12からの出力信号は、図5
(a)のように、電荷検出容量リセットパルスのフィー
ドスルー期間T1 につづいてゼロレベルの出力期間T
2 があり、その後信号電荷による信号出力期間T3 
がある。これをパルス発生器20の出力であるクランプ
パルス(図5(b))を用いてクランプスイッチ23を
オン・オフすることにより、CCDセンサからの出力信
号(図5(a))のゼロレベルの出力期間T2 の電位
を電圧源22の電圧源によりクランプする。これによっ
てバッファアンプ24から得られる信号は、CCDセン
サの出力信号より1/fノイズ,リセットノイズ等の成
分を大幅に低減することができる。
FIGS. 5(a) to 5(c) show operational waveform diagrams of FIG. 4. The output signal from the CCD sensor 12 is shown in FIG.
As shown in (a), the feedthrough period T1 of the charge detection capacitor reset pulse is followed by the zero level output period T.
2, and then a signal output period T3 due to signal charges.
There is. By turning on and off the clamp switch 23 using the clamp pulse (FIG. 5(b)) which is the output of the pulse generator 20, the zero level of the output signal from the CCD sensor (FIG. 5(a)) can be adjusted. The potential during the output period T2 is clamped by the voltage source 22. As a result, the signal obtained from the buffer amplifier 24 can have components such as 1/f noise and reset noise significantly reduced compared to the output signal of the CCD sensor.

【0004】さらに、この信号をパルス発生器20の出
力であるサンプルパルス(図5(c))を用いてサンプ
ルスイッチ25をオン・オフすることにより、信号電荷
による信号出力期間T3 の電圧レベルをC2 のホー
ルドコンデンサC2 にサンプルし、他の期間T1 ,
T2 にこのコンデンサにホールドする。これによって
バッファアンプ26から映像信号としての電圧変化のみ
の出力を得ることができる。
Furthermore, by using this signal as a sample pulse (FIG. 5(c)), which is the output of the pulse generator 20, to turn on and off the sample switch 25, the voltage level during the signal output period T3 due to the signal charge can be adjusted. sample to the hold capacitor C2 of C2, and the other period T1,
Hold this capacitor at T2. This allows the buffer amplifier 26 to output only voltage changes as a video signal.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の信号処
理回路10bは、このクランプ・サンプル動作を連続的
に行なうため、実際にはCCDセンサの画素信号出力が
ない水平ブランキング期間,垂直ブランキング期間も動
作を行なっている。しかし、CCDエリアイメージセン
サ12は垂直転送をこのブランキング期間に行ない、こ
の転送パルスは7〜8VP−P 大振幅となっている。 そのためCCDからの出力信号には、このブランキング
期間の駆動パルスが影響を与え、通常数mV〜数十mV
程度のノイズが観測される。
[Problems to be Solved by the Invention] Since the conventional signal processing circuit 10b described above continuously performs this clamping/sampling operation, it actually does not perform the horizontal blanking period during which the pixel signal of the CCD sensor is not output, nor during the vertical blanking period. It also operates during the period. However, the CCD area image sensor 12 performs vertical transfer during this blanking period, and this transfer pulse has a large amplitude of 7 to 8 VP-P. Therefore, the output signal from the CCD is affected by the drive pulse during this blanking period, and is usually several mV to several tens of mV.
Some noise is observed.

【0006】CCDセンサの出力信号は、正常時には2
00mVP−P 程度を100%白レベルとして信号処
理を行なうため、ブランキング期間内のこの程度のノイ
ズはあまり問題にならないが、低照度時に感度アップし
た場合には後段のAGC回路により18dB程度増幅さ
れる。これによりCCDセンサの出力信号は25mVP
−P 程度が100%白レベルとなるため、ブランキン
グ期間のノイズが正規の出力信号と同等あるいはそれ以
上に相当するレベルとなる(図2(b)参照)。これに
よりAGC回路14に大振幅の電圧が出力され、場合に
よってはサブ,シェーディング等、映像への妨害となっ
て現われてしまうという問題がある。
[0006] The output signal of the CCD sensor is 2 when normal.
Since signal processing is performed with a value around 00mVP-P as a 100% white level, this level of noise during the blanking period is not much of a problem, but if the sensitivity is increased in low illuminance, it will be amplified by about 18dB by the AGC circuit in the subsequent stage. Ru. As a result, the output signal of the CCD sensor is 25mVP
-P is the 100% white level, so the noise during the blanking period is at a level equivalent to or higher than that of the regular output signal (see FIG. 2(b)). This causes a problem in that a voltage with a large amplitude is output to the AGC circuit 14, and in some cases, it may appear as interference to the image, such as sub-shading or the like.

【0007】本発明の目的は、このような問題点を解決
し、映像信号に妨害を与えるノイズ成分が、CCDセン
サの画素信号出力期間ではなく、映像に不要のブランキ
ング期間中に発生していることに着目し、必要のない期
間は黒レベルに相当するDC電位のサンプルに切り替え
ることにより、不要なノイズ成分のサンプルを阻止した
映像信号処理回路を提供することにある。
An object of the present invention is to solve these problems and to prevent noise components that interfere with video signals from occurring not during the pixel signal output period of the CCD sensor but during the blanking period that is unnecessary for the video. It is an object of the present invention to provide a video signal processing circuit which blocks samples of unnecessary noise components by switching to samples of DC potential corresponding to the black level during unnecessary periods.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明の構成は、CCD
の出力信号のリセット直後をクランプして映像信号出力
期間をサンプルすることにより映像信号のノイズ低減を
行なう相関2重サンプリング回路をもつ映像信号処理回
路において、前記画像信号出力期間に切替信号によりサ
ンプリングを行なう第1のサンプル回路と、前記画像信
号のブランキング期間中に前記切替信号の反転信号によ
り電圧源からの電位をサンプリングする第2のサンプル
回路と、これら第1,第2のサンプル回路の出力が共通
にホールドされるコンデンサと、前記第1のサンプル回
路動作中の光学的黒レベル出力期間をサンプルホールド
する第3のサンプル回路と、前記第2のサンプル回路動
作中のプランキングレベルをサンプルホールドする第4
のサンプル回路と、これら第3,第4のサンプルホール
ド電圧を比較しこれらが等しくなるよう制御して前記第
2のサンプル回路の電圧源とする帰還回路とを備えるこ
とを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] The configuration of the present invention includes a CCD
In a video signal processing circuit having a correlated double sampling circuit that reduces noise in a video signal by clamping the output signal immediately after reset and sampling the video signal output period, sampling is performed by a switching signal during the video signal output period. a second sample circuit that samples the potential from the voltage source using an inverted signal of the switching signal during the blanking period of the image signal; and outputs of these first and second sample circuits. a capacitor that is held in common; a third sample circuit that samples and holds the optical black level output period while the first sample circuit is operating; and a third sample circuit that samples and holds the blanking level while the second sample circuit is operating. 4th to do
The present invention is characterized by comprising a sample circuit, and a feedback circuit that compares the third and fourth sample-and-hold voltages and controls them so that they are equal, and uses the third and fourth sample and hold voltages as a voltage source for the second sample circuit.

【0009】[0009]

【実施例】図1は本発明の一実施例のブロック図,図2
(a)〜(e)は動作を説明する波形図である。
[Embodiment] Fig. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention, Fig. 2
(a) to (e) are waveform diagrams illustrating the operation.

【0010】本実施例は、従来例に対して、光学的黒(
以下OB;オプチカルブラックという)レベルをサンプ
ルホールドするためのサンプルスイッチ27及びコンデ
ンサC3 ,ブランキング期間のレベルをサンプルホー
ルドするためのサンプルスイッチ28及びコンデンサC
4 がバッファアンプ26に付加されており、それぞれ
のホールド値はバッファアンプ29,30を通して積分
回路兼電圧源31へ入力される。ここではOBレベルの
ホールド値を基準電圧としてブランキング期間のホール
ド値を減算し、バッファアンプ32を介してサンプルス
イッチ33の電圧源となるよう構成されている。
This embodiment differs from the conventional example in that optical black (
A sample switch 27 and a capacitor C3 for sampling and holding the level (hereinafter referred to as OB; optical black), a sample switch 28 and a capacitor C3 for sampling and holding the level during the blanking period.
4 is added to the buffer amplifier 26, and the respective hold values are input to the integrating circuit and voltage source 31 through the buffer amplifiers 29 and 30. Here, the hold value of the OB level is used as a reference voltage, the hold value of the blanking period is subtracted, and it is configured to become a voltage source for the sample switch 33 via the buffer amplifier 32.

【0011】このCCDセンサ12からの出力信号は、
バッファアンプ13でインピーダンス変換された後、コ
ンデンサC1 によりDCカットされ、電圧源22をク
ランプスイッチ23によってこのコンデンサC1 に充
電することによりクランプ動作を行うが、これは従来回
路と同様である。
The output signal from this CCD sensor 12 is
After the impedance is converted by the buffer amplifier 13, DC cut is performed by the capacitor C1, and a clamping operation is performed by charging the capacitor C1 with the voltage source 22 by the clamp switch 23, which is the same as in the conventional circuit.

【0012】次にバッファアンプ24を通った後、サン
プルスイッチ25で信号期間をサンプルしてコンデンサ
C2 によりホールドされるが、このコンデンサC2 
にはサンプルスイッチ33が接続されており、サンプル
スイッチ25,33はブランキングパルスkによりサン
プルパルス切替スイッチ21を通してサンプルパルスが
振り分けられており、プランキング期間T4にはサンプ
ルスイッチ33が、ブランキング以外の画素信号出力期
間T6 ではサンプルスイッチ25が動作する。これに
よってバッファアンプ26から得られる映像信号は、ブ
ランキング期間は積分回路(兼電圧源)31からの電圧
におきかえられるため、図2(e)のようなブランキン
グ期間のノイズが除去された信号となる。
Next, after passing through the buffer amplifier 24, the signal period is sampled by the sample switch 25 and held by the capacitor C2.
A sample switch 33 is connected to the sample switch 33, and sample pulses are distributed to the sample switches 25 and 33 through the sample pulse changeover switch 21 according to the blanking pulse k, and during the blanking period T4, the sample switch 33 is connected to During the pixel signal output period T6, the sample switch 25 operates. As a result, the video signal obtained from the buffer amplifier 26 is replaced with the voltage from the integrating circuit (and voltage source) 31 during the blanking period, so that the video signal obtained from the buffer amplifier 26 is a signal from which noise during the blanking period has been removed, as shown in FIG. 2(e). becomes.

【0013】また、電圧源31の電圧はOBレベルとブ
ランキングレベルを減算することにより、バッファアン
プ26から出力されるOB部とブランキング部との差の
反転信号としてバッファアンプ32に入力されるため、
バッファアンプ26,サンプルスイッチ28,バッファ
アンプ30,積分回路(電圧源)31,バッファアンプ
32,サンプルスイッチ33,バッファアンプ26を通
る経路で帰還回路を構成しており、これによってOBレ
ベルとブランキング部との差電圧が最小になるように動
作する。
Further, the voltage of the voltage source 31 is inputted to the buffer amplifier 32 as an inverted signal of the difference between the OB section and the blanking section output from the buffer amplifier 26 by subtracting the OB level and the blanking level. For,
A feedback circuit is configured with a path passing through the buffer amplifier 26, sample switch 28, buffer amplifier 30, integrating circuit (voltage source) 31, buffer amplifier 32, sample switch 33, and buffer amplifier 26, and thereby the OB level and blanking. It operates so that the voltage difference between the

【0014】図3は本発明の第2実施例のブロック図で
ある。本実施例は、図1に対してバッファアンプ26の
出力をバッファアンプ34,35により独立にインピー
ダンス変換を行なっている。これによりバッファ数は増
加するか、サンプルスイッチ27,28によるサンプル
ノイズが、図1の場合には直接AGCアンプ14に入力
されるが、本実施例ではかなり軽減されることは明らか
である。このサンプルノイズにより、後段でのOBクラ
ンプにAGCアンプの利得によってレベル差が生じるよ
うな場合は有効な対策となる。
FIG. 3 is a block diagram of a second embodiment of the present invention. In this embodiment, the output of the buffer amplifier 26 is subjected to impedance conversion independently by the buffer amplifiers 34 and 35 in contrast to FIG. As a result, the number of buffers increases, or the sample noise caused by the sample switches 27 and 28 is input directly to the AGC amplifier 14 in the case of FIG. 1, but it is clear that it is considerably reduced in this embodiment. This is an effective countermeasure when this sample noise causes a level difference in the OB clamp at the subsequent stage depending on the gain of the AGC amplifier.

【0015】[0015]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、ブランキ
ング期間にCCDセンサ出力に現われる不要なノイズ成
分を除去することができ、これによって後段のAGCア
ンプで生じやすいシェーディング等の映像妨害を防止す
ることができるという効果がある。
Effects of the Invention As explained above, the present invention can remove unnecessary noise components that appear in the CCD sensor output during the blanking period, thereby preventing image interference such as shading that is likely to occur in the subsequent AGC amplifier. The effect is that it can be done.

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

【図1】本発明の一実施例のブロック図FIG. 1: Block diagram of one embodiment of the present invention

【図2】図1の
動作を説明する波形図
[Figure 2] Waveform diagram explaining the operation of Figure 1

【図3】本発明の第2実施例のブロック図FIG. 3 is a block diagram of a second embodiment of the present invention.

【図4】従来
の映像信号処理回路の一例のブロック図
[Fig. 4] Block diagram of an example of a conventional video signal processing circuit

【図5】図4の
動作を説明する波形図である。
FIG. 5 is a waveform diagram illustrating the operation of FIG. 4;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10,10a,10b    信号処理回路11   
 クロックジェネレータ 12    イメージセンサ 13,24,26,29,30,32,34,35  
  バッファアンプ 14    AGCアンプ 20    パルス発生回路 21    サンプルパルス切替スイッチ22    
電圧源 23    クランプスイッチ 25,27,28,33    サンプルスイッチ31
    積分回路(電圧源)
10, 10a, 10b signal processing circuit 11
Clock generator 12 Image sensors 13, 24, 26, 29, 30, 32, 34, 35
Buffer amplifier 14 AGC amplifier 20 Pulse generation circuit 21 Sample pulse selection switch 22
Voltage source 23 Clamp switch 25, 27, 28, 33 Sample switch 31
Integrating circuit (voltage source)

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  CCDの出力信号のリセット直後をク
ランプして映像信号出力期間をサンプルすることにより
映像信号のノイズ低減を行なう相関2重サンプリング回
路をもつ映像信号処理回路において、前記画像信号出力
期間に切替信号によりサンプリングを行なう第1のサン
プル回路と、前記画像信号のブランキング期間中に前記
切替信号の反転信号により電圧源からの電位をサンプリ
ングする第2のサンプル回路と、これら第1,第2のサ
ンプル回路の出力が共通にホールドされるコンデンサと
、前記第1のサンプル回路動作中の光学的黒レベル出力
期間をサンプルホールドする第3のサンプル回路と、前
記第2のサンプル回路動作中のプランキングレベルをサ
ンプルホールドする第4のサンプル回路と、これら第3
,第4のサンプルホールド電圧を比較しこれらが等しく
なるよう制御して前記第2のサンプル回路の電圧源とす
る帰還回路とを備えることを特徴とする映像信号処理回
路。
1. A video signal processing circuit having a correlated double sampling circuit that reduces noise in a video signal by clamping the output signal of a CCD immediately after reset and sampling the video signal output period, wherein the video signal output period is a first sample circuit that samples a potential from a voltage source using an inverted signal of the switching signal during a blanking period of the image signal; a capacitor in which the outputs of the two sample circuits are commonly held; a third sample circuit that samples and holds the optical black level output period during the operation of the first sample circuit; A fourth sample circuit samples and holds the planking level, and these third sample circuits sample and hold the planking level.
, and a feedback circuit that compares the fourth sample-and-hold voltages and controls them so that they are equal, and uses the feedback circuit as a voltage source for the second sample circuit.
【請求項2】  第1,第2のサンプル回路の共通出力
が、バッファアンプを介して第3,第4のサンプル回路
に供給されたものである請求項1記載の映像信号処理回
路。
2. The video signal processing circuit according to claim 1, wherein the common output of the first and second sample circuits is supplied to the third and fourth sample circuits via a buffer amplifier.
JP9119665A 1991-02-13 1991-02-13 Video signal processing circuit Pending JPH04258093A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007124479A (en) * 2005-10-31 2007-05-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd Analog signal processing circuit for ccd camera
US7551212B2 (en) * 2004-09-22 2009-06-23 Canon Kabushiki Kaisha Image pickup apparatus for clamping optical black level to a predetermined level

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