JPH04302286A - Image pickup device - Google Patents

Image pickup device

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JPH04302286A
JPH04302286A JP3066725A JP6672591A JPH04302286A JP H04302286 A JPH04302286 A JP H04302286A JP 3066725 A JP3066725 A JP 3066725A JP 6672591 A JP6672591 A JP 6672591A JP H04302286 A JPH04302286 A JP H04302286A
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signal
circuit
pixel
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Takashi Kameyama
隆 亀山
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Abstract

PURPOSE:To directly convert image pickup signals outputted from an image pickup means to digital data with high accuracy for the unit of one picture element. CONSTITUTION:A correlative double sampling circuit 12 executes correlative double sampling to the output signal of a solid-state imaging device 11 and afterwards, the horizontal driving clock of the solid-state imaging device 11 is integrated for one cycle period by supplying the clock to first and second integration circuits 14 and 15 to execute reset alternately with mutually reverse phases for the next one cycle period. The signal integrated by the first and second integration circuits 14 and 15 is alternately sampled by a sampling circuit 17, and the signal sampled by this sampling circuit 17 is converted to a digital signal by an analog/digital converter 18.

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、撮像信号をデジタルデ
ータとして処理するビデオカメラに好適な撮像装置に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an imaging device suitable for a video camera that processes an imaging signal as digital data.

【0002】0002

【従来の技術】従来、ビデオカメラなどの撮像装置にお
いて、CCDイメージャなどの固体撮像素子が出力する
撮像信号を、デジタルデータ化する場合、撮像素子の出
力からフィルタでクロック成分(読出しクロック)の除
去を行って映像データだけを抽出し、この映像データを
所定周波数でサンプリングして、デジタルデータに変換
することが行われている。
[Background Art] Conventionally, in an imaging device such as a video camera, when converting an imaging signal outputted from a solid-state imaging device such as a CCD imager into digital data, a clock component (readout clock) is removed from the output of the imaging device using a filter. This is done to extract only video data, sample this video data at a predetermined frequency, and convert it into digital data.

【0003】ところが、フィルタでクロック成分の除去
を行うと、映像データの解像度が低下すると共に、時間
領域でのポイント・スクレプト・ファンクション(PS
F)の広がりが発生して好ましくない。
However, when the clock component is removed using a filter, the resolution of the video data decreases and the point script function (PS) in the time domain decreases.
F) spread occurs, which is undesirable.

【0004】このため、固体撮像素子の出力を直接デジ
タルデータ化する方法として、図4に示すものが提案さ
れている(特開昭61−49561号公報参照)。この
回路は、撮像素子1の出力を積分器2に供給し、この積
分器2で1画素分の撮像信号が出力される毎に、撮像信
号の積分を行う。そして、この積分器2の積分値データ
をアナログ/デジタル変換器3に供給し、積分値に応じ
たデジタルデータに変換し、撮像信号のデジタルデータ
を得る。このようにすることで、撮像素子1の1画素を
1サンプリング周期としたデジタル変換が行われ、比較
的解像度の高いデジタル撮像信号が得られる。
For this reason, a method shown in FIG. 4 has been proposed as a method for directly converting the output of a solid-state image sensor into digital data (see Japanese Patent Laid-Open No. 49561/1983). This circuit supplies the output of the image sensor 1 to an integrator 2, and integrates the image signal every time the integrator 2 outputs an image signal for one pixel. Then, the integral value data of the integrator 2 is supplied to the analog/digital converter 3, where it is converted into digital data according to the integral value, thereby obtaining digital data of the image pickup signal. By doing so, digital conversion is performed with one sampling period for one pixel of the image sensor 1, and a digital image signal with relatively high resolution is obtained.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところが、このように
してデジタル撮像信号を得るようにした場合、1画素分
の撮像信号を完全にデジタルデータ化することは不可能
であると共に、信号の位相変動(サンプリング用クロッ
クのジッターなど)によりノイズが発生する不都合があ
った。
[Problems to be Solved by the Invention] However, when obtaining a digital image signal in this way, it is impossible to completely convert the image signal for one pixel into digital data, and the phase fluctuation of the signal There was an inconvenience that noise was generated due to (sampling clock jitter, etc.).

【0006】即ち、例えば撮像素子の出力として図5A
に示す信号が得られたとする。この図5Aに示す撮像信
号において、周期的にレベルが上下しているのがクロッ
ク成分の影響で、撮像信号レベルが立ち上がってから再
び低下するまでの間が1画素分の撮像信号に相当する。 従って、この1画素分の撮像信号の最低レベルから最高
レベルまでの値(ピーク・トゥー・ピーク値)を検出で
きれば、1画素毎に撮像信号の検出ができるが、実際に
は撮像信号にはノイズ成分が多く含まれるので、各画素
間の最低レベルが一定にならず、このレベル検出を正確
に行うことは困難である。このため、図4に示した回路
のように、1画素周期でこの撮像信号を積分して、積分
値をデジタル変換することで、ノイズ成分の影響を除去
できるが、積分器2では撮像信号の積分を行った後、次
の積分を行う前にリセットして積分値を一旦“0”レベ
ルにする必要があった。
That is, for example, as the output of the image sensor, the image shown in FIG.
Suppose that the signal shown in is obtained. In the imaging signal shown in FIG. 5A, the level periodically rises and falls due to the influence of the clock component, and the period from when the imaging signal level rises until it falls again corresponds to the imaging signal for one pixel. Therefore, if the value from the lowest level to the highest level (peak-to-peak value) of the image signal for one pixel can be detected, the image signal can be detected for each pixel, but in reality, the image signal contains noise. Since many components are included, the lowest level between each pixel is not constant, making it difficult to accurately detect the level. Therefore, as in the circuit shown in FIG. 4, the influence of noise components can be removed by integrating this image signal in one pixel period and converting the integrated value into digital. However, integrator 2 After performing the integration, it was necessary to reset the integral value once to the "0" level before performing the next integration.

【0007】例えば、図5Aの撮像信号を積分する場合
には、図5Bに示すように、1画素周期内で、比較的レ
ベルの高い区間を選んで積分Sを行い、このときの積分
値のピークを読出すと共にリセットRを行う。この積分
SとリセットRとを各画素の信号が出力される毎に繰り
返し行うのであるが、リセットRの期間があるために、
1画素周期分の全ての撮像信号を積分することは出来な
かった。従って、各画素毎の積分値は、撮像信号レベル
に完全に比例したものにはならず、誤差が生じる不都合
があった。
For example, when integrating the image signal shown in FIG. 5A, as shown in FIG. 5B, an interval with a relatively high level is selected within one pixel period and integration S is performed, and the integral value at this time is calculated. Reset R is performed while reading the peak. This integration S and reset R are repeated every time the signal of each pixel is output, but since there is a period of reset R,
It was not possible to integrate all the imaging signals for one pixel period. Therefore, the integral value for each pixel is not completely proportional to the imaging signal level, which causes an inconvenience that an error occurs.

【0008】さらに、図5ではリセットRの期間を最も
適切に選んだ場合を示したが、実際には撮像信号出力に
対するリセットパルスの位相変動があるので、常に撮像
信号の最低レベルでリセットが行われるとは限らず、こ
のリセットされるタイミングにより積分値が大きく変動
してしまい、1画素分の撮像信号を誤差なく完全にデジ
タルデータ化することは困難であった。
Furthermore, although FIG. 5 shows the case where the period of reset R is most appropriately selected, in reality, there is a phase variation of the reset pulse with respect to the image signal output, so the reset is always performed at the lowest level of the image signal. However, the integral value fluctuates greatly depending on the reset timing, making it difficult to completely convert the image signal for one pixel into digital data without error.

【0009】本発明はかかる点に鑑み、撮像手段が出力
する撮像信号を、1画素単位で直接高精度にデジタルデ
ータ化することができる撮像装置を提供することを目的
とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above, an object of the present invention is to provide an imaging device that can directly convert an imaging signal outputted from an imaging means into digital data with high precision on a pixel-by-pixel basis.

【0010】0010

【課題を解決するための手段】本発明は、例えば図1に
示すように、複数の画素がマトリクス状に配置され、複
数の画素で光電変換して得られた電気信号を垂直駆動ク
ロックに基づいて垂直方向に転送した後に水平駆動クロ
ックに基づいて水平方向に転送するようになされた固体
撮像素子11と、固体撮像素子11の出力信号を相関二
重サンプリングする相関二重サンプリング回路12と、
この相関二重サンプリング回路12の出力信号に対し、
水平駆動クロックの1周期期間積分を、次の1周期期間
にリセットを互いに逆相で、交互に行うようになされた
第1,第2の積分回路14,15と、水平クロックに基
づいて、第1,第2の積分回路14,15で積分された
信号を交互にサンプリングするサンプリング回路17と
、このサンプリング回路17でサンプリングされた信号
をデジタル信号に変換するアナログ/デジタル変換器1
8とを備えたものである。
[Means for Solving the Problems] The present invention has a plurality of pixels arranged in a matrix, as shown in FIG. a solid-state image sensor 11 configured to transfer vertically and then horizontally based on a horizontal drive clock; a correlated double sampling circuit 12 that performs correlated double sampling of the output signal of the solid-state image sensor 11;
For the output signal of this correlated double sampling circuit 12,
The first and second integration circuits 14 and 15 are configured to integrate one period of the horizontal driving clock and reset it in the next one period in an alternate manner with opposite phases to each other. 1. A sampling circuit 17 that alternately samples the signal integrated by the second integration circuits 14 and 15, and an analog/digital converter 1 that converts the signal sampled by the sampling circuit 17 into a digital signal.
8.

【0011】[0011]

【作用】このようにしたことで、第1,第2の積分回路
で交互に、水平駆動クロックの1周期期間の積分が完全
に行え、1周期期間完全に積分したデータに基づいてサ
ンプリングが行われるので、正確に1画素分の撮像信号
をデジタルデータ化することが出来るようになる。
[Operation] By doing this, the first and second integrating circuits can alternately perform complete integration for one cycle period of the horizontal drive clock, and sampling can be performed based on the data completely integrated for one cycle period. Therefore, it becomes possible to accurately convert the image signal for one pixel into digital data.

【0012】0012

【実施例】以下、本発明の一実施例を、図1及び図2を
参照して説明する。
Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2.

【0013】図1において、11は撮像素子としてのC
CDイメージャを示し、クロック発生回路21からCC
Dイメージャ11に供給される垂直駆動クロック及び水
平駆動クロックに同期して、このCCDイメージャ11
にマトリクス状に形成された各画素に蓄積した信号電荷
が撮像信号として読出される。即ち、各画素に蓄積した
信号電荷が、垂直駆動クロックに基づいて垂直方向に転
送した後に水平駆動クロックに基づいて水平方向に転送
され、水平駆動クロックに同期して1画素毎に蓄積した
信号電荷が撮像信号として読出される。
In FIG. 1, 11 is C as an image sensor.
A CD imager is shown, and the CC from the clock generation circuit 21 is shown.
This CCD imager 11 is synchronized with the vertical drive clock and horizontal drive clock supplied to the D imager 11.
Signal charges accumulated in each pixel formed in a matrix are read out as an imaging signal. That is, the signal charge accumulated in each pixel is transferred vertically based on the vertical drive clock, and then transferred horizontally based on the horizontal drive clock, and the signal charge accumulated in each pixel is synchronized with the horizontal drive clock. is read out as an imaging signal.

【0014】そして、この撮像信号を相関二重サンプリ
ング回路(以下CDS回路と称する)12に供給して、
相関二重サンプリングを行う。このCDS回路12での
相関二重サンプリングも、クロック発生回路21から供
給されるクロックに同期して行われる。そして、CDS
回路12が出力する撮像信号を切換スイッチ13に供給
し、この切換スイッチ13での切換えで撮像信号を第1
の積分回路14と第2の積分回路15とに選択的に供給
する。即ち、切換スイッチ13の可動接点が第1の積分
回路14側に切換わっているとき、撮像信号を第1の積
分回路14に供給し、可動接点が第2の積分回路15側
に切換わっているとき、撮像信号を第2の積分回路15
に供給する。この場合、この切換スイッチ13の可動接
点の切換えは、後述するように、クロック発生回路21
が出力する水平駆動クロックに同期して行われる。
[0014] Then, this image pickup signal is supplied to a correlated double sampling circuit (hereinafter referred to as CDS circuit) 12,
Perform correlated double sampling. This correlated double sampling in the CDS circuit 12 is also performed in synchronization with the clock supplied from the clock generation circuit 21. And CDS
The imaging signal outputted by the circuit 12 is supplied to the changeover switch 13, and by switching the changeover switch 13, the imaging signal is changed to the first
is selectively supplied to the second integrating circuit 14 and the second integrating circuit 15. That is, when the movable contact of the changeover switch 13 is switched to the first integrating circuit 14 side, the imaging signal is supplied to the first integrating circuit 14, and the movable contact is switched to the second integrating circuit 15 side. When the imaging signal is input to the second integrating circuit 15
supply to. In this case, the switching of the movable contact of the changeover switch 13 is performed by the clock generation circuit 21 as described later.
This is done in synchronization with the horizontal drive clock output by

【0015】第1の積分回路14と第2の積分回路15
とは、供給される撮像信号の積分を行うもので、後述す
るように、クロック発生回路21が出力する水平駆動ク
ロックに同期したリセットパルスが供給されるようにし
てある。そして、第1の積分回路14の積分データと第
2の積分回路15の積分データとを、切換スイッチ16
に供給し、両積分データをこの切換スイッチ16で選択
するようにしてある。この場合、切換スイッチ16の可
動接点の切換えは、後述するように、クロック発生回路
21が出力する水平駆動クロックに同期して、切換スイ
ッチ13と連動して行われるようにしてある。但し、両
切換スイッチ13,16で選択される積分回路は、逆に
設定してある。即ち、切換スイッチ13が第1の積分回
路14側に切換えられているとき、切換スイッチ16が
第2の積分回路15側に切換えられ、切換スイッチ13
が第2の積分回路15側に切換えられているとき、切換
スイッチ16が第1の積分回路14側に切換えられるよ
うにしてある。
First integrating circuit 14 and second integrating circuit 15
This integrates the supplied imaging signal, and as will be described later, a reset pulse is supplied in synchronization with the horizontal drive clock output from the clock generation circuit 21. Then, the integrated data of the first integrating circuit 14 and the integrated data of the second integrating circuit 15 are transferred to each other using a changeover switch 16.
and both integral data are selected by this changeover switch 16. In this case, switching of the movable contact of the changeover switch 16 is performed in conjunction with the changeover switch 13 in synchronization with the horizontal drive clock output from the clock generation circuit 21, as will be described later. However, the integration circuits selected by both selector switches 13 and 16 are set in the opposite manner. That is, when the selector switch 13 is switched to the first integrating circuit 14 side, the selector switch 16 is switched to the second integrating circuit 15 side, and the selector switch 13 is switched to the second integrating circuit 15 side.
is switched to the second integrating circuit 15 side, the changeover switch 16 is switched to the first integrating circuit 14 side.

【0016】そして、切換スイッチ16で選択された積
分データをサンプル/ホールド回路17に供給し、所定
タイミングでサンプリングさせる。本例においては、切
換スイッチ13,16が切換えられた直後に、サンプル
/ホールド回路17でサンプリングを行うようにしてあ
る。そして、サンプル/ホールド回路17でサンプリン
グされた信号をアナログ/デジタル変換器18に供給し
、このアナログ/デジタル変換器18で各サンプリング
データをデジタルデータ化する。そして、アナログ/デ
ジタル変換器18が出力するデジタルデータを、後段の
デジタル撮像信号処理回路(図示せず)に供給する。
Then, the integral data selected by the changeover switch 16 is supplied to the sample/hold circuit 17 and sampled at a predetermined timing. In this example, the sample/hold circuit 17 performs sampling immediately after the changeover switches 13 and 16 are switched. Then, the signal sampled by the sample/hold circuit 17 is supplied to an analog/digital converter 18, and the analog/digital converter 18 converts each sampled data into digital data. The digital data output from the analog/digital converter 18 is then supplied to a subsequent digital imaging signal processing circuit (not shown).

【0017】また、クロック発生回路21は、CCDイ
メージャ11及びCDS回路12に垂直駆動クロック,
水平駆動クロックなどの各種クロックを供給すると共に
、この垂直駆動クロック,水平駆動クロックに同期した
サンプリング用のクロックを第1,第2の積分回路14
,15と切換スイッチ13,16に供給する。即ち、水
平駆動クロックと同一周波数のクロックをクロック発生
回路21が出力し、この出力クロックを1/2分周器2
2に供給する。そして、この1/2分周器22で1/2
の周波数とされたクロックを、切換制御信号として切換
スイッチ13,16に供給し、このクロックの変化に連
動して両切換スイッチ13,16を切換えさせる。また
、クロック発生回路21が出力する水平駆動クロックと
同一周波数のクロックと、1/2分周器22が出力する
1/2の周波数とされたクロックの反転信号を、AND
ゲート23に供給し、このANDゲート23の論理積出
力を第1の積分回路14にリセットパルスとして供給す
る。さらに、クロック発生回路21が出力する水平駆動
クロックと同一周波数のクロックと、1/2分周器22
が出力する1/2の周波数とされたクロックを、AND
ゲート24に供給し、このANDゲート24の論理積出
力を第2の積分回路15にリセットパルスとして供給す
る。
The clock generation circuit 21 also supplies a vertical drive clock to the CCD imager 11 and the CDS circuit 12.
In addition to supplying various clocks such as a horizontal driving clock, a sampling clock synchronized with the vertical driving clock and the horizontal driving clock is supplied to the first and second integrating circuits 14.
, 15 and changeover switches 13, 16. That is, the clock generation circuit 21 outputs a clock having the same frequency as the horizontal drive clock, and this output clock is passed through the 1/2 frequency divider 2.
Supply to 2. Then, with this 1/2 frequency divider 22, 1/2
A clock having a frequency of 1 is supplied to the changeover switches 13 and 16 as a changeover control signal, and both changeover switches 13 and 16 are switched in conjunction with the change in this clock. Also, a clock with the same frequency as the horizontal drive clock outputted by the clock generation circuit 21 and an inverted signal of the clock with a frequency of 1/2 outputted by the 1/2 frequency divider 22 are ANDed.
The AND gate 23 supplies the logical product output of the AND gate 23 to the first integrating circuit 14 as a reset pulse. Furthermore, a clock having the same frequency as the horizontal drive clock outputted by the clock generation circuit 21 and a 1/2 frequency divider 22
AND the clock whose frequency is 1/2 that is output by
The AND gate 24 supplies the logical product output of the AND gate 24 to the second integration circuit 15 as a reset pulse.

【0018】次に、本例の撮像装置の動作を図2のタイ
ミング図を参照して説明すると、例えばCDS回路12
から図2Aに示す撮像信号が出力されるとする。この撮
像信号は、図2Gに示すクロックと同一周波数の水平駆
動クロックに基づいてCCDイメージャ11からの読出
しが行われたものであり、図2Gに示すクロックの1周
期で1画素分の撮像信号が出力される。ここで、切換ス
イッチ13,16は図2Gに示すクロックに同期して切
換わるので、第1の積分回路14での積分と第2の積分
回路15での積分とが、1画素分の撮像信号が供給され
る毎に交互に行われるようになる。例えば、或る画素の
撮像信号が出力されるタイミングで、切換スイッチ13
が第1の積分回路14側に切換わっている場合、図2B
に示すように、この画素の撮像信号が第1の積分回路1
4で積分される。そして、次の画素の撮像信号が出力さ
れるタイミングでは、切換スイッチ13が第2の積分回
路15側に切換わり、図2Cに示すように、この画素の
撮像信号が第2の積分回路15で積分される。従って、
1画素分の撮像信号が供給される毎に、交互に両積分回
路14,15で積分を行う。
Next, the operation of the imaging device of this example will be explained with reference to the timing diagram of FIG. 2. For example, the CDS circuit 12
Assume that the imaging signal shown in FIG. 2A is output from. This imaging signal is read out from the CCD imager 11 based on a horizontal drive clock having the same frequency as the clock shown in FIG. 2G, and the imaging signal for one pixel is read out in one cycle of the clock shown in FIG. 2G. Output. Here, since the changeover switches 13 and 16 are switched in synchronization with the clock shown in FIG. It will be performed alternately each time it is supplied. For example, at the timing when the image pickup signal of a certain pixel is output, the changeover switch 13
is switched to the first integrating circuit 14 side, Fig. 2B
As shown in FIG.
It is integrated by 4. Then, at the timing when the image signal of the next pixel is output, the changeover switch 13 is switched to the second integrating circuit 15 side, and as shown in FIG. 2C, the image signal of this pixel is outputted to the second integrating circuit 15. It is integrated. Therefore,
Every time an image signal for one pixel is supplied, both integration circuits 14 and 15 perform integration alternately.

【0019】そして、各積分回路14,15で1画素分
積分すると、次の画素の撮像信号が供給されるタイミン
グでは、切換スイッチ13が他方に切換わっているので
、リセットパルスが供給されるまでこの1画素分の積分
値をホールドする。ここで、第1の積分回路14に供給
されるリセットパルス(図2C)は、水平駆動クロック
に同期したクロック(図2G)の反転信号と、この図2
Gに示すクロックを1/2に分周したクロック(図2F
)との論理積である。従って、切換スイッチ13が他方
に切換わっている期間のほぼ中間点で、第1の積分回路
14に供給されるリセットパルスが立ち上がり、この立
ち上がったタイミングで第1の積分回路14の積分値が
リセットされる。そして、サンプル/ホールド回路17
でのサンプリングは、切換スイッチ13,16が切換え
られた直後に行われるようにしてあるので、第1の積分
回路14が1画素分の積分値をホールドしている間にサ
ンプリングが行われ、このサンプリング値がデジタルデ
ータ化される。
Then, when each integrating circuit 14 and 15 integrates one pixel, the changeover switch 13 is switched to the other side at the timing when the image signal of the next pixel is supplied, so the signal is not integrated until the reset pulse is supplied. This integrated value for one pixel is held. Here, the reset pulse (FIG. 2C) supplied to the first integration circuit 14 is an inverted signal of the clock (FIG. 2G) synchronized with the horizontal drive clock, and this FIG.
A clock obtained by dividing the clock shown in G into 1/2 (Fig. 2F
). Therefore, at approximately the midpoint of the period during which the selector switch 13 is switched to the other side, the reset pulse supplied to the first integrating circuit 14 rises, and at this rising timing, the integrated value of the first integrating circuit 14 is reset. be done. And sample/hold circuit 17
Since sampling is performed immediately after the changeover switches 13 and 16 are switched, sampling is performed while the first integrating circuit 14 is holding the integral value for one pixel, and this The sampled values are converted into digital data.

【0020】同様に、第2の積分回路15に供給される
リセットパルス(図2E)は、水平駆動クロックに同期
したクロック(図2G)と、この図2Gに示すクロック
を1/2に分周したクロック(図2F)との論理積であ
る。従って、切換スイッチ13が他方に切換わっている
期間のほぼ中間点で、第2の積分回路15に供給される
リセットパルスが立ち上がり、この立ち上がったタイミ
ングで第2の積分回路15の積分値がリセットされる。 そして、第2の積分回路15が1画素分の積分値をホー
ルドしている間にサンプル/ホールド回路17でサンプ
リングが行われ、このサンプリング値がデジタルデータ
化される。
Similarly, the reset pulse (FIG. 2E) supplied to the second integration circuit 15 is a clock synchronized with the horizontal drive clock (FIG. 2G) and a clock shown in FIG. 2G divided by half. This is the AND with the clock (FIG. 2F). Therefore, at approximately the midpoint of the period during which the selector switch 13 is switched to the other side, the reset pulse supplied to the second integrating circuit 15 rises, and at this rising timing, the integrated value of the second integrating circuit 15 is reset. be done. Then, while the second integration circuit 15 is holding the integrated value for one pixel, sampling is performed in the sample/hold circuit 17, and this sampling value is converted into digital data.

【0021】このようにして、CCDイメージャ11か
らの撮像信号が、各画素毎の積分値として図2Hに示す
ようにデジタルデータ化される。なお、図2Hはデジタ
ルデータをレベルで示したものである。
In this manner, the image signal from the CCD imager 11 is converted into digital data as an integral value for each pixel as shown in FIG. 2H. Note that FIG. 2H shows digital data in levels.

【0022】このようにしてデジタルデータ化されるこ
とで、デジタル化される各サンプリングデータは、撮像
信号の1画素周期の積分値となり、1画素毎の撮像信号
レベルが正確にデジタルデータ化される。即ち、各積分
回路14,15で交互に1画素分ずつ積分するようにし
たので、サンプル/ホールド回路17でサンプリングさ
れる積分値は正確に1画素分積分した値になり、リセッ
ト期間を設けるために1画素の撮像信号が得られる期間
積分できなかった従来の回路に比べ、誤差が少なくノイ
ズの影響のない1画素単位の精度の高いデジタル撮像信
号が得られる。この場合、積分期間が1画素分の撮像信
号が出力される期間であれば、撮像信号に対する積分動
作のクロック及びサンプリングクロックの位相が変動し
ても、積分値自体には殆ど変化がなく、クロックのジッ
ター成分がデジタルデータに悪影響を与えなく、常に安
定したデジタルデータが得られ、この点からも精度の高
いデジタルデータが得られる。
[0022] By converting into digital data in this way, each sampled data to be digitalized becomes an integral value of one pixel period of the image pickup signal, and the image pickup signal level for each pixel is accurately converted into digital data. . In other words, since the integration circuits 14 and 15 alternately integrate one pixel at a time, the integral value sampled by the sample/hold circuit 17 is exactly the value integrated for one pixel, and in order to provide a reset period. Compared to conventional circuits that cannot integrate the period during which an image signal for one pixel is obtained, a highly accurate digital image signal for each pixel can be obtained with fewer errors and no influence of noise. In this case, if the integration period is a period in which an image signal for one pixel is output, even if the phase of the integration operation clock and sampling clock for the image signal changes, there is almost no change in the integral value itself, and the clock The jitter component does not adversely affect the digital data, and stable digital data can always be obtained, and from this point of view, highly accurate digital data can also be obtained.

【0023】なお、上述実施例では切換スイッチ13,
16により1画素周期で2組の積分回路14,15を切
換えるようにしたが、1画素の撮像信号が得られる期間
は非常に短いので、切換スイッチ13,16として高速
動作を必要とするが、この高速動作を行う切換スイッチ
を使用しない構成とすることもできる。
[0023] In the above embodiment, the changeover switch 13,
16, the two sets of integrating circuits 14 and 15 are switched in one pixel period, but since the period during which one pixel's image signal is obtained is very short, the changeover switches 13 and 16 require high-speed operation. It is also possible to adopt a configuration that does not use a changeover switch that performs this high-speed operation.

【0024】即ち、図3は切換スイッチを使用しない回
路構成を示したもので、CDS回路12が出力する撮像
信号を、アンプ31,41に供給する。そして、このそ
れぞれのアンプ31,41の出力を、積分回路を構成す
る抵抗器32,42の一端に供給し、このそれぞれの抵
抗器32,42の他端を、積分回路を構成するコンデン
サ33,43を介して接地する。さらに、抵抗器32,
42とコンデンサ33,43との接続中点を、それぞれ
接続スイッチ34,44を介して接地させる。そして、
抵抗器32,42とコンデンサ33,43との接続中点
に得られるレベル信号を加算器51に供給し、加算器5
1の加算出力をサンプル/ホールド回路17に供給する
That is, FIG. 3 shows a circuit configuration that does not use a changeover switch, and the imaging signal output from the CDS circuit 12 is supplied to the amplifiers 31 and 41. The outputs of the respective amplifiers 31 and 41 are supplied to one end of the resistors 32 and 42 forming the integrating circuit, and the other ends of the respective resistors 32 and 42 are connected to the capacitors 33 and 42 forming the integrating circuit. 43 to ground. Furthermore, resistor 32,
42 and the capacitors 33, 43 are grounded via connection switches 34, 44, respectively. and,
A level signal obtained at the midpoint between the resistors 32 and 42 and the capacitors 33 and 43 is supplied to the adder 51.
The addition output of 1 is supplied to the sample/hold circuit 17.

【0025】また、クロック発生回路21が出力する水
平駆動クロックに同期したクロックを、1/2分周器5
2に供給する。そして、この1/2分周器52の出力の
反転信号とクロック発生回路21が出力するクロックの
反転信号とを、ANDゲート53に供給し、ANDゲー
ト53の論理積出力を接続スイッチ34に接続制御信号
として供給する。また、1/2分周器52の出力とクロ
ック発生回路21が出力するクロックの反転信号とを、
ANDゲート54に供給し、ANDゲート54の論理積
出力を接続スイッチ44に接続制御信号として供給する
Further, the clock synchronized with the horizontal drive clock outputted from the clock generation circuit 21 is passed through the 1/2 frequency divider 5.
Supply to 2. Then, the inverted signal of the output of this 1/2 frequency divider 52 and the inverted signal of the clock outputted by the clock generation circuit 21 are supplied to an AND gate 53, and the logical product output of the AND gate 53 is connected to the connection switch 34. Supplied as a control signal. Further, the output of the 1/2 frequency divider 52 and the inverted clock signal outputted by the clock generation circuit 21 are
The signal is supplied to an AND gate 54, and the AND output of the AND gate 54 is supplied to the connection switch 44 as a connection control signal.

【0026】また、クロック発生回路21が出力する水
平駆動クロックに同期したクロックを、サンプル/ホー
ルド回路17にも供給し、このクロックが立ち上がるタ
イミングで加算器51の出力をサンプリングさせるよう
にする。
A clock synchronized with the horizontal drive clock outputted by the clock generation circuit 21 is also supplied to the sample/hold circuit 17, so that the output of the adder 51 is sampled at the timing when this clock rises.

【0027】その他の部分は、図1に示した撮像装置と
同様に構成する。
The other parts are constructed in the same manner as the imaging apparatus shown in FIG.

【0028】このように構成したことで、抵抗器32と
コンデンサ33とで第1の積分回路が構成され、抵抗器
42とコンデンサ43とで第2の積分回路が構成され、
両積分回路の積分動作が接続スイッチ34,44で制御
される。即ち、接続スイッチ34,44は1画素分の撮
像信号が出力される毎に接続状態,非接続状態を繰り返
し、抵抗器32とコンデンサ33とによる第1の積分回
路は、接続スイッチ34が非接続状態であるときコンデ
ンサ33が撮像信号の蓄積を行い、接続状態になるとリ
セットが行われる。また、抵抗器42とコンデンサ43
とによる第2の積分回路は、接続スイッチ44が非接続
状態であるときコンデンサ43が撮像信号の蓄積を行い
、接続状態になるとリセットが行われる。この両積分回
路での積分動作は、図1に示した撮像装置と同様に、1
画素分の撮像信号が出力される毎に交互に行われるので
、撮像信号の1画素周期の積分値がサンプル/ホールド
回路17でサンプリングされ、誤差が少なくノイズの影
響のない1画素単位のデジタル撮像信号が得られる。
With this configuration, the resistor 32 and the capacitor 33 constitute a first integrating circuit, the resistor 42 and the capacitor 43 constitute a second integrating circuit,
Integrating operations of both integrating circuits are controlled by connection switches 34 and 44. That is, the connection switches 34 and 44 repeat the connected state and the disconnected state every time one pixel's worth of imaging signals are output, and the first integration circuit made up of the resistor 32 and the capacitor 33 is connected when the connection switch 34 is disconnected. When the capacitor 33 is in the connected state, the capacitor 33 accumulates the imaging signal, and when the connected state is reached, the capacitor 33 is reset. In addition, a resistor 42 and a capacitor 43
In the second integrating circuit, the capacitor 43 accumulates the imaging signal when the connection switch 44 is in the disconnected state, and is reset when the connection switch 44 is in the connected state. The integration operation in both integration circuits is similar to the imaging device shown in FIG.
This is done alternately every time the imaging signal for a pixel is output, so the integral value of one pixel period of the imaging signal is sampled by the sample/hold circuit 17, and digital imaging for each pixel with little error and no influence of noise is achieved. I get a signal.

【0029】但し、この図3に示した構成の場合には、
両積分回路を切換スイッチで切換えるものではなく、リ
セットされない限り積分回路での撮像信号の積分が行わ
れ、図2B,図2Dに示したように1画素分積分すると
積分動作が停止するものではないので、1画素に相当す
る期間以上積分されたデータがサンプリングされること
がないようにする必要があると共に、一方の積分回路の
積分値をサンプリングするとき、他方の積分回路の積分
値を0にしておく必要がある。従って、サンプリングす
るタイミングをクロック発生回路21が出力するクロッ
クが立ち上がったとき(即ち1画素分積分したとき)と
して、何れか一方の積分回路が積分した1画素分の積分
値だけがサンプリングされるようにしてある。
However, in the case of the configuration shown in FIG.
The two integration circuits are not switched by a switch, and the integration of the image signal is performed in the integration circuit unless it is reset, and the integration operation does not stop when one pixel is integrated as shown in FIGS. 2B and 2D. Therefore, it is necessary to ensure that data integrated over a period equivalent to one pixel is not sampled, and when sampling the integrated value of one integrating circuit, the integrated value of the other integrating circuit must be set to 0. It is necessary to keep it. Therefore, when sampling is performed when the clock output by the clock generation circuit 21 rises (that is, when one pixel is integrated), only the integral value for one pixel integrated by one of the integrating circuits is sampled. It is set as.

【0030】なお、この図3に示した構成の場合には、
抵抗器とコンデンサとによる簡易的な積分回路を使用し
たが、定電流源を使用したより精度の高い積分回路とし
ても良い。
Note that in the case of the configuration shown in FIG.
Although a simple integrating circuit using a resistor and a capacitor is used, a more accurate integrating circuit using a constant current source may be used.

【0031】さらにまた、本発明は上述実施例に限らず
、その他種々の構成が取り得ることは勿論である。
Furthermore, it goes without saying that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, but can take various other configurations.

【0032】[0032]

【発明の効果】本発明によると、第1,第2の積分回路
で交互に、水平駆動クロックの1周期期間の積分が完全
に行え、1周期期間完全に積分したデータに基づいてサ
ンプリングが行われるので、撮像信号が正確に1画素単
位でデジタルデータ化でき、撮像手段が出力する撮像信
号が最も高い精度でデジタルデータ化される。この場合
、デジタルデータ化するための処理用クロックと撮像信
号との位相関係が何れであっても、変換されるデジタル
データに悪影響を与えないので、常にノイズのない安定
した良好なデジタルデータが得られる。
According to the present invention, the first and second integrating circuits can alternately perform complete integration over one period of the horizontal drive clock, and sampling can be performed based on data completely integrated over one period. Therefore, the imaging signal can be accurately converted into digital data pixel by pixel, and the imaging signal output from the imaging means can be converted into digital data with the highest precision. In this case, regardless of the phase relationship between the processing clock for converting into digital data and the imaging signal, it will not have a negative effect on the digital data to be converted, so stable and good digital data without noise can always be obtained. It will be done.

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

【図1】本発明の一実施例を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of the present invention.

【図2】一実施例によるサンプリング状態を示すタイミ
ング図である。
FIG. 2 is a timing diagram illustrating sampling conditions according to one embodiment.

【図3】本発明の他の実施例を示す構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram showing another embodiment of the present invention.

【図4】従来の撮像装置の一例を示す構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram showing an example of a conventional imaging device.

【図5】従来のサンプリング状態を示すタイミング図で
ある。
FIG. 5 is a timing diagram showing a conventional sampling state.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11  CCDイメージャ 12  相関二重サンプリング回路(CDS回路)14
  第1の積分回路 15  第2の積分回路 17  サンプル/ホールド回路 18  アナログ/デジタル変換器 21  クロック発生回路 22  1/2分周器 23,24,53,54  ANDゲート31,41 
 アンプ
11 CCD imager 12 Correlated double sampling circuit (CDS circuit) 14
First integration circuit 15 Second integration circuit 17 Sample/hold circuit 18 Analog/digital converter 21 Clock generation circuit 22 1/2 frequency divider 23, 24, 53, 54 AND gates 31, 41
Amplifier

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  複数の画素がマトリクス状に配置され
、上記複数の画素で光電変換して得られた電気信号を垂
直駆動クロックに基づいて垂直方向に転送した後に水平
駆動クロックに基づいて水平方向に転送するようになさ
れた固体撮像素子と、上記固体撮像素子の出力信号を相
関二重サンプリングする相関二重サンプリング回路と、
該相関二重サンプリング回路の出力信号に対し、上記水
平駆動クロックの1周期期間積分を、次の1周期期間に
リセットを互いに逆相で、交互に行うようになされた第
1,第2の積分回路と、上記水平クロックに基づいて、
上記第1,第2の積分回路で積分された信号を交互にサ
ンプリングするサンプリング回路と、該サンプリング回
路でサンプリングされた信号をデジタル信号に変換する
アナログ/デジタル変換器とを備えたことを特徴とする
撮像装置。
1. A plurality of pixels are arranged in a matrix, and electrical signals obtained by photoelectric conversion by the plurality of pixels are transferred vertically based on a vertical drive clock, and then transferred horizontally based on a horizontal drive clock. a solid-state image sensor configured to transfer signals to the solid-state image sensor; a correlated double sampling circuit that performs correlated double sampling of the output signal of the solid-state image sensor;
First and second integrals are configured to perform integration for one period of the horizontal drive clock on the output signal of the correlated double sampling circuit, and reset for the next one period, in opposite phases to each other, alternately. Based on the circuit and the horizontal clock above,
The invention is characterized by comprising a sampling circuit that alternately samples the signals integrated by the first and second integrating circuits, and an analog/digital converter that converts the signals sampled by the sampling circuits into digital signals. imaging device.
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