JPH05183824A - 外部トリガー機能付きccdテレビカメラ - Google Patents

外部トリガー機能付きccdテレビカメラ

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JPH05183824A
JPH05183824A JP3359914A JP35991491A JPH05183824A JP H05183824 A JPH05183824 A JP H05183824A JP 3359914 A JP3359914 A JP 3359914A JP 35991491 A JP35991491 A JP 35991491A JP H05183824 A JPH05183824 A JP H05183824A
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circuit
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ccd
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Seigo Miyawaki
聖吾 宮脇
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 CCD撮像素子の映像信号出力と同期信号と
の位相のずれに起因するオプティカルブラック(OB)
部のクランプ不良を回避する。 【構成】 OBクランプパルス発生回路6は、同期信号
発生回路3から同期信号を入力し、OBクランプパルス
を生成する。また、このOBクランプパルス発生回路6
は、外部に設けられたセンサ等から与えられるトリガー
信号によりリセットされる。映像信号処理回路2におい
ては、このOBクランプパルス発生回路6からのOBパ
ルスに同期して、CCD撮像素子1から出力された映像
信号に対しOBクランプ処理を施す。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、CCD(Charge Coupl
ed Device )撮像素子が設けられた外部トリガー機能付
きCCDテレビカメラに関し、特に外部に設けられたセ
ンサ等からのトリガー信号に基づきCCD撮像素子にお
いて電荷の排出及び蓄積を行なう外部トリガー機能付き
CCDテレビカメラに関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、工場の検査ライン等に設置され
て製品の自動検査等に使用される産業用のテレビカメラ
においては、移動する被写体の映像を的確なタイミング
で撮影するために、カメラとは別に設置したセンサ等か
らの出力をトリガー信号とし、このトリガー信号に基づ
きCCD撮像素子において信号電荷の蓄積及び出力を行
なう機能を備えたものがある。この場合に、トリガー信
号によってカメラの映像信号出力全体にリセットをかけ
る方式と、トリガー信号によりCCD撮像素子において
電荷のみの掃き出し及び蓄積を行ない、蓄積された信号
電荷を蓄積直後のフィールドから出力するだけで映像信
号にはリセットをかけない方式とがある。前者の方式に
よるCCDテレビカメラはランダムシャッター機能付き
CCDテレビカメラと呼ばれ、後者の方式によるCCD
テレビカメラは外部トリガー機能付きCCDテレビカメ
ラと呼ばれている。
【0003】図3は、インターライントランスファー形
CCD撮像素子を使用した従来の外部トリガー機能付き
CCDテレビカメラを示すブロック図である。
【0004】従来の外部トリガー機能付きCCDテレビ
カメラは、CCD撮像素子1、映像信号処理回路2、同
期信号発生回路3、駆動回路4及び電子シャッター回路
5により構成されている。そして、外部のセンサ等から
出力されたトリガー信号は、駆動回路4及び電子シャッ
ター回路5に与えられるようになっている。
【0005】CCD撮像素子1は、その撮像面に入射し
た光を電気信号に変換して映像信号処理回路2に出力す
る。映像信号処理回路2は、CCD撮像素子1から入力
した信号に、サンプルホールド、増幅、オプティカルブ
ラッククランプ、リセットノイズ除去、γ処理及び同期
信号付加等の映像信号処理を施し、テレビジョン信号と
して出力する。このとき、映像信号処理回路2は、サン
プルホールド、オプティカルブラッククランプ及び同期
信号付加等の処理に必要な種々の同期信号を、同期信号
発生回路3から入力する。
【0006】駆動回路4は、同期信号発生回路3からH
D信号及びVD信号等の同期信号を入力し、リセット信
号、水平転送信号及び垂直転送信号等の転送信号(CC
D撮像素子駆動信号)を生成してCCD撮像素子1に出
力する。また、電子シャッター回路5も、同期信号発生
回路3からHD信号及びVD信号等の同期信号を入力
し、電荷掃き捨て信号を生成してCCD撮像素子1に出
力する。CCD撮像素子1は、この電荷掃き捨て信号に
基づいて、画素に蓄積した電荷を画素外に排出する。
【0007】なお、転送信号及び電荷掃き捨て信号はい
ずれも前記同期信号に同期させる必要がある。このた
め、上述の如く、駆動回路4及び電子シャッター回路5
は、同期信号発生回路3からHD信号及びVD信号等の
同期信号を入力し、これらの同期信号に同期して前記転
送信号及び電荷掃き捨て信号を出力する。
【0008】図4は、上述のCCDテレビカメラの動作
を示すタイミングチャート図である。なお、以下の説明
においては、外部のセンサ等から与えられる信号の立下
りエッジをトリガー信号とするように設定されているも
のとする。
【0009】トリガー信号が入力されていない状態で
は、電子シャッター回路5からパルス状の電荷掃き捨て
信号が1H(水平期間)毎に出力される。CCD撮像素
子1においては、この電荷掃き捨て信号により、画素に
蓄積された電荷を画素外に排出する。また、駆動回路4
から垂直転送信号として1H毎に駆動パルスAが出力さ
れるが、垂直転送信号には電荷読出し信号は重畳されて
いない。このため、トリガー信号が入力される以前は、
CCD撮像素子1の水平転送レジスタ及び垂直転送レジ
スタにはいずれも信号電荷が存在しない状態である。
【0010】電子シャッター回路5にトリガー信号が入
力されると、電子シャッター回路5はトリガー信号の入
力と同時に1パルスだけ電荷掃き捨て信号を出力する。
そして、それ以後は、所定の時間が経過するまで電荷掃
き捨て信号の出力を停止する。このトリガー信号は、駆
動回路4にも同時に入力される。駆動回路4は、トリガ
ー信号の入力と同時にリセットされ、この時点から新た
に垂直転送信号の出力を開始する。
【0011】その後、予め設定されたシャッター時間T
S 後に、垂直転送信号に電荷読出し信号Bが重畳され
る。この電荷読出し信号により、CCD撮像素子1の画
素に蓄積された電荷は垂直転送レジスタに読み出され
る。
【0012】上述の如く、従来の外部トリガー機能付き
CCDテレビカメラにおいては、駆動回路4のみがトリ
ガー信号によりリセットされ、同期信号発生回路3は連
続して動作を続ける。このため、トリガー信号が与えら
れた以降は、駆動回路4の出力である垂直転送信号等と
同期信号発生回路3の出力であるVD信号及びHD信号
との位相関係は不定になる。
【0013】外部トリガー機能付きでないインターライ
ントランスファー形CCDカメラでは、通常の電荷読出
し動作の場合、VD信号に対する電荷読出し信号Bの位
相TR は決まっており、駆動パルスAも1Hの周期で連
続して出力されるため、垂直転送レジスタに読み出され
た電荷は、水平方向の1列が走査線1ラインに相当する
ように、読み出されてから即座に1H毎に転送される。
【0014】しかし、外部トリガー機能付きCCDカメ
ラにおいては、電荷読出しのタイミングがVD信号に対
して不定となるため、信号電荷を即座に転送することは
できない。このため、シャッター時間TS が経過し、電
荷読出し信号BがCCD撮像素子1に出力されたTC 時
間後に、垂直転送信号が“HIGH”又は“LOW”に
一定となって垂直転送動作を停止し、読み出された1画
面分の信号電荷が垂直転送レジスタに保持される。
【0015】この垂直転送レジスタに保持された信号電
荷は、次のフィールドの、通常の読出し動作時のVD信
号に対する位相TR に電荷読出し信号Bが出力されてか
ら垂直転送動作を停止するまでの位相TC を加えた位相
TW から垂直転送信号の駆動パルスを再開することによ
り、このフィールドから1H毎に順次転送される。
【0016】この転送された信号電荷は、CCD撮像素
子1の出力信号として映像信号処理回路2に入力され
る。そして、この映像信号処理回路2において、サンプ
ルホールド、オプティカルブラッククランプ、増幅、リ
セットパルス除去及びγ処理等の映像信号処理が施され
た後、同期信号発生回路3から出力された同期信号が付
加されて、テレビジョン信号として出力される。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の外部トリガー機能付きCCDテレビカメラにお
いては、駆動回路4のみがトリガー信号によりリセット
され、同期信号発生回路3は連続して動作を続けるた
め、トリガー信号を入力してから垂直転送レジスタに読
み出した信号電荷の垂直転送を始めるまでの期間TN は
CCD撮像素子1の出力(映像信号)等と同期信号発生
回路3の出力であるVD信号及びHD信号等の同期信号
との位相関係が不定になる。このため、黒レベルの基準
となるCCD撮像素子1からの映像信号のオプティカル
ブラック(以下、OBという)部(光学黒部)をクラン
プするために、同期信号発生回路3から映像信号処理回
路2に出力するOBクランプパルスと、CCD撮像素子
1の映像信号との位相関係が変化し、図5に示すよう
に、TN 期間は正常なOBクランプ動作を行なうことが
できなくなる。
【0018】このTN 期間にCCD撮像素子1から出力
される映像信号はCCD撮像素子1の暗電流等の微弱な
ノイズ成分のみで、遮光された状態の出力と略等価であ
るため、OBクランプの位相が映像期間内に入ったとし
ても影響はない。しかし、OBクランプ不良となること
で、CCD撮像素子1の映像信号出力には、通常水平転
送のブランキング期間内に、図5に示す段差ができる。
この部分をクランプすると、映像信号期間との段差レベ
ルCに相当する信号が入力されたことと同じ結果になっ
て、信号電荷が出力される直前のフィールドに大きな信
号レベルとなって出力される。
【0019】このOBクランプ不良は、信号電荷の垂直
転送を始めて映像信号として出力するフィールドから正
常に戻るが、その直前まで大きな信号レベルがあるた
め、信号電荷を出力するフィールドの始まり部分ではク
ランプコンデンサに電荷が残って、映像信号のレベルが
持ち上がる所謂Vサグが発生する。この現象は、OBク
ランプ不良となる期間TN が長いほど、即ち、シャッタ
ー時間が長いほどトリガー信号の信号電荷が出力される
フィールドへの影響が大きくなる。
【0020】このため、従来の外部トリガー機能付きC
CDテレビカメラにおいては、OBクランプ不良による
Vサグの影響が十分小さくなるような高速のシャッター
時間でしか実用に供することができないか、又はトリガ
ー信号の入力タイミングに制限が設けられている。
【0021】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、CCD撮像素子の映像信号出力のOB部を
常にクランプすることができて、Vサグ等の不都合の発
生を回避できる外部トリガー機能付きCCDテレビカメ
ラを提供することを目的とする。
【0022】
【課題を解決するための手段】本発明に係る外部トリガ
ー機能付きCCDテレビカメラは、インターライントラ
ンスファー形CCD撮像素子と、所定の同期信号を発生
する同期信号発生回路と、前記同期信号に同期して電荷
掃き捨て信号を生成して前記CCD撮像素子に出力しト
リガー信号が与えられると所定の時間だけ前記掃き捨て
信号の出力を停止する電子シャッター回路と、前記同期
信号に同期して前記CCD撮像素子を駆動する駆動信号
を出力し前記トリガー信号によりリセットされる駆動回
路と、前記同期信号に同期してオプティカルブラックク
ランプパルスを出力し前記トリガー信号によりリセット
されるオプティカルブラッククランプパルス発生回路
と、前記オプティカルブラックパルスに同期して前記C
CD撮像素子から出力された信号に対しオプティカルブ
ラッククランプ処理を施す映像信号処理回路とを有する
ことを特徴とする。
【0023】
【作用】本発明においては、同期信号に同期してオプテ
ィカルブラッククランプパルスを出力するオプティカル
ブラッククランプパルス発生回路が設けられており、こ
のオプティカルブラッククランプパルス発生回路は、例
えば被写体を検出するセンサから出力されるトリガー信
号によりリセットされる。即ち、本発明に係る外部トリ
ガー機能付きCCDテレビカメラにおいては、CCD撮
像素子に駆動信号を供給する駆動回路と同様に外部トリ
ガー信号によりリセットされるオプティカルブラックク
ランプパルス発生回路から映像信号処理回路にオプティ
カルブラッククランプパルスが与えられるため、映像信
号処理回路においては、CCD撮像素子から与えられる
映像信号に対してオプティカルブラック部のクランプを
確実に行なうことができる。これにより、Vサグ等の発
生を回避できる。
【0024】
【実施例】次に、本発明の実施例について添付の図面を
参照して説明する。
【0025】図1は本発明の実施例に係る外部トリガー
機能付きCCDテレビカメラを示すブロック図である。
【0026】本実施例に係る外部トリガー機能付きCC
Dテレビカメラは、CCD撮像素子1、映像信号処理回
路2、同期信号発生回路3、駆動回路4、電子シャッタ
ー回路5及びOBクランプパルス発生回路6により構成
されている。そして、例えば外部に設けられ被写体を検
出するセンサ等から出力されたトリガー信号は、駆動回
路4、電子シャッター回路5及びOBクランプパルス発
生回路6に与えられるようになっている。
【0027】CCD撮像素子1は、その撮像面に入射し
た光を電気信号に変換して映像信号処理回路2に出力す
る。映像信号処理回路2は、CCD撮像素子1から入力
した信号に、サンプルホールド、OBクランプ、増幅、
リセットノイズ除去及びγ処理等の映像信号処理を施
し、同期信号発生回路3の出力である同期信号を付加し
てテレビジョン信号として出力する。このとき、映像信
号処理回路2は、サンプルホールド及び同期信号付加等
の処理に必要な種々の同期信号を同期信号発生回路3か
ら入力すると共に、OBクランプ処理に必要なOBクラ
ンプパルスをOBクランプパルス発生回路6から入力す
る。
【0028】駆動回路4は、同期信号発生回路3からH
D信号及びVD信号等の同期信号を入力し、リセット信
号、水平転送信号及び垂直転送信号等の転送信号(CC
D撮像素子駆動信号)を生成してCCD撮像素子1に出
力する。また、電子シャッター回路5も、同期信号発生
回路3からHD信号及びVD信号等の同期信号を入力
し、電気掃き捨て信号を生成してCCD撮像素子1に出
力する。CCD撮像素子1は、この電荷掃き捨て信号に
基づいて、画素に蓄積した電荷を画素外に排出する。
【0029】OBクランプパルス発生回路6は、同期信
号発生回路3から同期信号を入力し、OBクランプパル
ス信号を生成して映像信号処理回路2に出力する。
【0030】転送信号、電荷掃き捨て信号及びOBクラ
ンプパルス信号等は、同期信号に同期させる必要があ
る。このため、上述の如く、同期信号発生回路3から出
力されたHD信号及びVD信号等の同期信号は、駆動回
路4、電子シャッター回路5及びOBクランプパルス発
生回路6に入力される。
【0031】図2は本実施例回路の動作を示すタイミン
グチャート図である。なお、以下の説明においては、外
部のセンサ等から与えられる信号の立下りエッジをトリ
ガー信号とするように設定されているものとする。
【0032】トリガー信号が入力されていない状態で
は、電荷掃き捨て信号が1H毎に出力され、CCD撮像
素子1の画素に蓄積された電荷は画素外に排出される。
また、垂直転送信号として1H毎に駆動パルスAが出力
される。このため、トリガー信号が入力される以前は、
CCD撮像素子1の水平及び垂直転送レジスタには信号
電荷が存在しない状態である。
【0033】電子シャッター回路5に外部センサ等から
トリガー信号が入力されると、このトリガー信号の入力
と同時に電子シャッター回路5から1パルスだけ電荷掃
き捨て信号2が出力される。そして、それ以後は、所定
の時間が経過するまで電荷掃き捨て信号は出力されな
い。また、駆動回路4及びOBクランプパルス発生回路
6にもトリガー信号が入力され、垂直転送信号及びOB
クランプパルスはリセットされる。駆動回路4及びOB
クランプパルス発生回路6は、この時点から新たに動作
を開始する。従って、CCD撮像素子1の映像信号出力
と同期信号発生回路3からの同期信号出力との位相関係
が不定となるTN 期間も、OBクランプパルス発生回路
6はCCD撮像素子1の映像信号出力のOB部をクラン
プできるタイミングでOBクランプパルスを映像信号処
理回路2に出力する。
【0034】OBクランプパルス発生回路6は、同期信
号発生回路3から出力されたVD信号及びHD信号によ
り、垂直転送信号の駆動パルスAが再び出力されるよう
になるTW 時間後に再びリセットされ、この時点から新
たに出力を開始する。このため、OBクランプパルス
は、TN 期間終了後も、駆動回路4から出力されるHD
信号との位相関係が変化しない。
【0035】CCD撮像素子1の画素からレジスタに転
送された信号電荷は、CCD撮像素子1から映像信号処
理回路2に出力される。映像信号処理回路2は、この信
号に対して、サンプルホールド、OBクランプ、増幅、
リセットパルス除去、γ処理等の映像信号処理を施した
後、同期信号発生回路3から出力された同期信号を付加
し、テレビジョン信号として出力される。
【0036】このように、本実施例に係るCCDテレビ
カメラは、トリガー信号が入力されてからCCD撮像素
子において垂直転送レジスタにより読み出した信号電荷
の垂直転送を始めるまでの期間においても、OBクラン
プを確実に行なうことができるので、OBクランプ不良
が原因となるVサグの発生を回避できる。従って、本実
施例に係る外部トリガー機能付きCCDテレビカメラ
は、トリガー信号の入力範囲に制限がないと共に、遅い
シャッター速度でも使用することができる。
【0037】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る外部ト
リガー機能付きCCDテレビカメラにおいては、同期信
号発生回路から出力される同期信号に同期してオプティ
カルブラッククランプパルスを発生し、トリガー信号に
よりリセットされるオプティカルブラッククランプパル
ス発生回路が設けられているから、オプティカルブラッ
ク部のクランプ不良を回避することができて、Vサグ等
の発生を防止できる。これにより、外部トリガー信号の
入力範囲が制限されないと共に、遅いシャッター速度で
も使用することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る外部トリガー機能付きC
CDテレビカメラを示すブロック図である。
【図2】同じくその動作を示すタイミングチャート図で
ある。
【図3】インターライントランスファー形CCD撮像素
子を使用した従来の外部トリガー機能付きCCDテレビ
カメラを示すブロック図である。
【図4】同じくその動作を示すタイミングチャート図で
ある。
【図5】従来の問題点を示すタイミングチャート図であ
る。
【符号の説明】
1;CCD撮像素子 2;映像信号処理回路 3;同期信号発生回路 4;駆動回路 5;電子シャッター回路 6;OBクランプパルス発生回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 インターライントランスファー形CCD
    撮像素子と、所定の同期信号を発生する同期信号発生回
    路と、前記同期信号に同期して電荷掃き捨て信号を生成
    して前記CCD撮像素子に出力しトリガー信号が与えら
    れると所定の時間だけ前記掃き捨て信号の出力を停止す
    る電子シャッター回路と、前記同期信号に同期して前記
    CCD撮像素子を駆動する駆動信号を出力し前記トリガ
    ー信号によりリセットされる駆動回路と、前記同期信号
    に同期してオプティカルブラッククランプパルスを出力
    し前記トリガー信号によりリセットされるオプティカル
    ブラッククランプパルス発生回路と、前記オプティカル
    ブラックパルスに同期して前記CCD撮像素子から出力
    された信号に対しオプティカルブラッククランプ処理を
    施す映像信号処理回路とを有することを特徴とする外部
    トリガー機能付きCCDテレビカメラ。
  2. 【請求項2】 前記トリガー信号は、被写体を検出する
    センサから与えられることを特徴とする請求項1に記載
    の外部トリガー機能付きCCDテレビカメラ。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100426524C (zh) * 2003-09-24 2008-10-15 三洋电机株式会社 信号处理装置
JP2016217838A (ja) * 2015-05-19 2016-12-22 トヨタ自動車株式会社 クラッチ動作観測装置及びクラッチ動作観測方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN100426524C (zh) * 2003-09-24 2008-10-15 三洋电机株式会社 信号处理装置
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