JPH05103224A - クランプ回路 - Google Patents

クランプ回路

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JPH05103224A
JPH05103224A JP3290930A JP29093091A JPH05103224A JP H05103224 A JPH05103224 A JP H05103224A JP 3290930 A JP3290930 A JP 3290930A JP 29093091 A JP29093091 A JP 29093091A JP H05103224 A JPH05103224 A JP H05103224A
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JP
Japan
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image sensor
signal
circuit
clamp
ccd image
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JP3290930A
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English (en)
Inventor
Toshihiko Otsubo
俊彦 大坪
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Canon Inc
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Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 CCDイメージセンサ信号をA/D変換する
アナログビデオ回路において、各種ノイズによる影響を
低減して良好な画質を維持することができるクランプ回
路を提供することを目的とする。 【構成】 クランプ電位をサンプリングする回路にフィ
ルタ回路を設けることにより、画像信号以外のノイズ分
を除去し、正確なクランプを実施することができ、デジ
タル画像信号のゆらぎを防止する。また、複数ライン分
のクランプデータを保持し、このデータを基にクランプ
補正データを求め、クランプ補正を行なうことにより、
さらに安定したクランプ動作を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、CCDイメージセンサ
信号をA/D変換するためのアナログビデオ回路におい
て、CCDイメージセンサ信号を規定値にレベルシフト
するためのフィードバック型のクランプ回路の改良に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来、CCDイメージセンサ信号をA/
D変換するためのアナログビデオ回路として、図9に示
す構成のものが知られている。また、CCDイメージセ
ンサ信号の一例を図10に示す。以下、図9、図10に
沿って従来の説明を行なう。
【0003】CCDイメージセンサ101のセンサ出力
は、GNDのレベルに対してオフセット電位をもって出
力されるのが一般的であり、この出力信号のレベルと出
力幅とをA/D変換器108の変換範囲に調整する必要
がある。
【0004】そのため、CCDイメージセンサ101か
らAMP102、サンプルホールド(S/H)回路10
3を経て得られた出力信号を、コントロール回路109
の制御により、AMP104における増幅率を、A/D
変換器108の変換範囲に最適なように調整する。
【0005】その後、CCDイメージセンサ101にお
ける光の当たらない画素(光シールド画素)の信号レベ
ルに基づいて、このレベルがA/D変換器108の変換
範囲の零基準レベル(本例ではVA )になるように、C
CDイメージセンサ101の信号出力をシフトさせる。
【0006】これは通常、上記光シールド画素信号が出
力されている間の規定区間内に、スイッチSW107を
オンし、このレベルをコンデンサC2 に保持し、この値
と上記VA との差を演算増幅器106により求め、この
差を基に演算増幅器105によって引算を行ない、レベ
ルシフトを実現している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来例
では、CCDイメージセンサ101の画素毎の信号をホ
ールドするため、サンプルホールド回路103を使用し
ており、この画素の切り分けのところに、図11に示す
ようなヒゲが出たりして、演算増幅器105に入る信号
は、画像信号にノイズが乗ったものとなる。また、図1
2に示すように、CCDイメージセンサ101の出力信
号にもノイズ成分が乗っている。
【0008】したがって、一定でないノイズ成分を含む
信号に対して、上述のようにCCDイメージセンサ10
1のシールド画素信号期間内でSW107をオンし、コ
ンデンサC2 にクランプする電位をホールドしてクラン
プ動作を行なった場合、CCDイメージセンサ101の
1蓄積動作毎に、A/D変換器108の入力段に表われ
る電位VB が変動することとなり、画像のゆらぎ等、画
質劣化の原因となる欠点があった。
【0009】本発明は、CCDイメージセンサ信号をA
/D変換するアナログビデオ回路において、各種ノイズ
による影響を低減して良好な画質を維持することができ
るクランプ回路を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、クラン
プ電位をサンプリングする回路にフィルタ回路を設ける
ことにより、画像信号以外のノイズ分を除去し、正確な
クランプを実施することができ、デジタル画像信号のゆ
らぎを防止することができる。
【0011】
【実施例】図1は、本発明の一実施例を示す回路図であ
る。
【0012】同図において、CCDイメージセンサ10
1は、被写体から得られる光信号を電気信号に変換して
アナログ信号を出力するものであり、AMP102は、
CCDイメージセンサ101からのイメージセンサ信号
を固有の増幅率で増幅するものである。また、サンプル
ホールド回路103は、上記イメージセンサ信号からの
光信号に応じた出力のみを取得するためのものであり、
AMP104は、外部から増幅量をコントロール可能な
増幅器である。
【0013】また、クランプ用の演算増幅器105、1
06は、以下のような演算式の動作を行う。
【0014】 VB /Vin≒1+R5 /R4 =α (1−1) VB =αVin−VBA (1−2) ここでVBAは、光シールド画素信号の規定期間内にSW
107をオンし、このときの画像信号の電位V
B(SW107ON)とVA との差分値であり、この電位は、コン
デンサC2 に保持される。つまり、 VBA=VB(SW107ON)−VA (1−3) で表わされる。
【0015】このとき、光シールド画素信号は、抵抗R
1 、コンデンサC1 というフィルタ回路を通過した後
に、SW107を通ってコンデンサC2 に電位が保持さ
れるので、図2に示すように、サンプルホールド後の信
号のノイズ分が除去される。
【0016】このように、抵抗R1 、コンデンサC1 の
時定数Tをサンプルホールドのスイッチングノイズ等よ
り十分に大きくすることにより、スパイク的なノイズは
除去することができる。なお、時定数Tは、 T=−ln0.3・R・C (1−4) で求められる。
【0017】なお、A/D変換器108は、アナログ画
像信号をデジタル信号に変換するもので、コントロール
回路109は、図10に示すCCDイメージセンサ10
1の各駆動信号SH、φ1A、φ2AおよびRSや、A
MP104の増幅量、SW107のオン/オフ、A/D
変換器108を制御するものであり、演算制御部110
は、装置全体を制御するものである。
【0018】次に、図3は、本発明の第2実施例の構成
を示す回路図である。なお、上記実施例と同様の構成に
ついては、同一符号を付して説明する。
【0019】この第2実施例は、上記第1実施例に対
し、クランプ補正をデジタル的に行なうものであり、上
記VB の電位をデジタル変換するA/D変換器301
と、クランプ電位のサンプリング期間にA/D変換器3
01で変換された画素毎の画像データを加算する加算器
302と、加算器302で求められた値を平均する平均
部303と、この平均部303で平均された値に対して
クランプ後の値が規定値となるよう後述のD/A変換器
305の設定値を求める変換部304と、この変換部3
04からの値をアナログ量に変換するD/A変換器30
5とを有する。
【0020】図4は、この第2実施例における各信号の
一例を示すタイミングチャートである。
【0021】加算器302のデータクリア信号によりD
/A変換器305の出力電位(D/A信号)がGNDと
なるよう、D/A変換器305の設定値を設定し、か
つ、加算器302のデータをクリアする。次に、A/D
変換器301のA/D信号の立ち上りで、上記VB の光
シールド画像信号の値を1画素毎にA/D変換する。こ
のデータは、光シールド期間の規定区間内の光シールド
画素信号を加算器302により画素数分加算して、平均
部303によって平均し、図5(1)に示すVBのV
B ’電位を求める。この電位に応じて、VB をVA の電
位まで電位レベルをシフトした場合にD/A変換器30
5の出力からVB ’−VA の電位が出力されるよう、変
換部304によりデータ変換を行ない、D/A変換器3
05の値を求め、図4のD/A信号により設定される。
その結果を図5(2)に示す。
【0022】これにより、図11に示したサンプルホー
ルドのクロックノイズに対して、サンプルホールド信号
間でA/D変換することにより、このようなサンプルホ
ールドのクロックノイズの影響をなくすことができる。
さらに、図12に示したゆらぎに対しては、複数画素を
加算して平均するため、ゆらぎの影響を最低限に押える
ことができ、正確なレベルシフト量が求められ、クラン
プ動作が安定する。
【0023】次に、図6は、本発明の第3実施例の構成
を示す回路図である。なお、上記実施例と同様の構成に
ついては、同一符号を付して説明する。
【0024】この第3実施例は、上記第2実施例に対
し、CCDイメージセンサの1ラインの光シールド期間
のクランプ電位だけでなく、複数ラインデータを基にク
ランプ電位を決定し、さらに安定化を実現したものであ
る。
【0025】なお、説明の都合上、CCDイメージセン
サ101の3ライン分を基にして補正を行なう場合につ
いて説明する。
【0026】図6の平均部303の次に追加した平均部
601は、3ライン分の平均値を求めるものである。そ
の構造を図7に示す。D型フリップフロップ(F/F)
701、702、703は、A/D変換器301からの
平均終了信号でデータを保持するシフトレジスタを構成
しており、CCDイメージセンサ101の1ライン毎
に、1つずつデータが更新されて行き、加算器704に
より3ライン分のデータが加算される。このデータを割
算器705により1/3にして設定データが求められ
る。
【0027】このデータを変換部304によって変換
し、D/A変換器305によってレベルシフトが行なわ
れる。これにより、回路規模が第2実施例に対して大き
くなるが、さらに安定したクランプ補正が実施できる。
【0028】次に、図8は、本発明の第4実施例の構成
を示す回路図である。なお、上記実施例と同様の構成に
ついては、同一符号を付して説明する。
【0029】この第4実施例は、上記第3実施例に対し
てクランプの変動量をモニタし、この値をクランプ制御
にフィードバックするものである。クランプの変動量
は、CCDの温度特性とアナログ回路の温度特性に起因
するのが大半であり、これは温度に対してある一定の規
則をもって変化するため、突然異常な補正データが生じ
た場合に対し、本実施例は効果がある。
【0030】モニタ回路801は、補正データの偏差を
求め、これに基づいて設定値を求めるものである。
【0031】平均部601から出力されるデータをDA
とし、nライン目のデータをDAnとすると、 △D=DAn−DA(n-1) (4−1) A<△Dn <B (4−2) なお、A、Bは、CCDとアナログの温度特性から求め
られる予想変動量の範囲である。
【0032】ここで△Dn が上式(4−2)の範囲の場
合は、 前回の補正値+△Dn (4−3) を行ない、変換部304にデータを出力する。
【0033】また、△Dn が上式(4−2)より外れた
場合、 前回の補正値+AまたはB (4−4) の計算を行なう。なお、AまたはBは、△Dn が外れた
側の値である。そして、この結果を変換部304に出力
する。
【0034】以上のようにして、変換部304によっ
て、より正確なクランプ補正を行うことができる。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように、CCDイメージセ
ンサを用いた読取部のアナログ信号をクランプする回路
部に、フィルタ回路を設けることにより、ノイズの影響
を低減してクランプ動作の安定化を図ることができる効
果がある。
【0036】また、複数ライン分のクランプデータを保
持し、このデータを基にクランプ補正データを求め、ク
ランプ補正を行なうことにより、さらに安定したクラン
プ動作が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例の構成を示す回路図であ
る。
【図2】上記第1実施例における各信号の一例を示すタ
イミングチャートである。
【図3】本発明の第2実施例の構成を示す回路図であ
る。
【図4】上記第2実施例における各信号の一例を示すタ
イミングチャートである。
【図5】上記第2実施例におけるクランプ補正を示すタ
イミングチャートである。
【図6】本発明の第3実施例の構成を示す回路図であ
る。
【図7】上記第3実施例における平均部の構成を示す回
路図である。
【図8】本発明の第4実施例の構成を示す回路図であ
る。
【図9】従来のアナログビデオ回路の一例を示す回路図
である。
【図10】従来のCCDイメージセンサ信号の一例を示
すタイミングチャートである。
【図11】従来のアナログビデオ回路におけるサンプル
ホールド処理の信号波形を示すタイミングチャートであ
る。
【図12】従来のアナログビデオ回路において、光シー
ルド画素信号に生じるゆらぎを示す模式図である。
【符号の説明】
101…CCDイメージセンサ、 102、104…AMP、 103…サンプルホールド回路、 105、106…演算増幅器、 107…スイッチ、 108、301…A/D変換器、 109…コントロール回路、 110…演算制御部、 302…加算器、 303、601…平均部、 304…変換部、 305…D/A変換器、 801…モニタ回路。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 CCDイメージセンサからの出力信号を
    A/D変換器に入力するアナログビデオ回路において、 出力信号のレベルをシフトするためのクランプ手段に対
    し、レベルシフト量を求める回路部にフィルタ回路を設
    けたことを特徴とするクランプ回路。
  2. 【請求項2】 請求項1において、 上記フィルタ回路は、抵抗とコンデンサによって構成さ
    れる積分回路であることを特徴とするクランプ回路。
  3. 【請求項3】 請求項1において、 シフト量を求めるためのアナログ/デジタル変換手段
    と、このデジタル量を平均する平均算出手段と、この平
    均値をデジタル/アナログ変換してアナログ量に変換
    し、このアナログ値によってレベルシフトをすることを
    特徴とするクランプ回路。
  4. 【請求項4】 CCDイメージセンサからの出力信号を
    A/D変換器に入力するアナログビデオ回路において、 CCDイメージセンサ信号を規定値にレベルシフトする
    クランプ手段に、CCDイメージセンサから出力される
    複数ラインの光シールド部の値を保持する手段を設け、
    この複数ライン分の保持データに基づいてレベルシフト
    量を求めることを特徴とするクランプ回路。
  5. 【請求項5】 請求項4において、 複数ライン分の保持データによってレベルシフト量を求
    める際に、これら保持データを加算平均して求めること
    を特徴とするクランプ回路。
  6. 【請求項6】 CCDイメージセンサからの出力信号を
    A/D変換器に入力するアナログビデオ回路において、 CCDイメージセンサ信号を規定値にレベルシフトする
    クランプ手段に、前ラインとのレベルシフト量の偏差を
    保持する手段と、その偏差が所定の予想基準内にあるか
    どうかを判断する判断手段とを設け、基準内であれば、
    その偏差量に基づいて補正量を決定し、基準の範囲外で
    ある場合には、その偏差量をリミット値に変換し、補正
    量を求めてレベルシフト量を決定することを特徴とする
    クランプ回路。
  7. 【請求項7】 請求項6において、 上記偏差を求めるためのデータは、加算平均されたもの
    であることを特徴とするクランプ回路。
JP3290930A 1991-10-09 1991-10-09 クランプ回路 Pending JPH05103224A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007184989A (ja) * 2007-04-02 2007-07-19 Sony Corp Ad変換装置、ad変換方法

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