JPH05292409A - Ccd image pickup device - Google Patents

Ccd image pickup device

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Publication number
JPH05292409A
JPH05292409A JP4089051A JP8905192A JPH05292409A JP H05292409 A JPH05292409 A JP H05292409A JP 4089051 A JP4089051 A JP 4089051A JP 8905192 A JP8905192 A JP 8905192A JP H05292409 A JPH05292409 A JP H05292409A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
image pickup
pickup device
ccd image
circuit
charge
Prior art date
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Pending
Application number
JP4089051A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenji Tanaka
健二 田中
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP4089051A priority Critical patent/JPH05292409A/en
Publication of JPH05292409A publication Critical patent/JPH05292409A/en
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  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a digital output CCD image pickup device with simple configuration. CONSTITUTION:Wells 2 respectively provided with prescribed potentials are connected to a photo-electric conversion part 1. Stock parts 3 to respectively stock the prescribed amounts of charges are connected to these wells 2. Further, the wells 2 are provided with detecting means 4 to detect the overflow of charges. On the other hand, an oscillator 5 is connected through a multiplexer 6 to the stock part 3 for each horizontal scan line and connected to a counter 7, and this counter 7 is connected to a latch circuit 8 for the number of valid horizontal picture element. The detecting means 4 are respectively connected to these latch circuits 8. These latch circuits 8 are cascade connected. Further, the respective photo-electric conversion parts 1 at the right edge are provided with black stripes 10. Then, the cascade connected latch circuits 8 are connected through a switch 11 to a reference value latch circuit 12, and an operation processing circuit 13 and further, the reference value latch circuit 12 is connected to the arithmetic circuit 13.

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、VTR一体型のヴィデ
オカメラ等に用いられるCCD撮像装置に関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a CCD image pickup device used in a VTR integrated video camera or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えばVTR一体型のヴィデオカメラに
おいて、CCD撮像装置からの信号の取り出しは従来は
次のようにして行われている。すなわち例えば図3にお
いて、光電変換部(センサー)31からの信号が垂直期
間ごとに一時に垂直(V)レジスター32に転送され
る。この垂直レジスター32の信号が水平期間ごとに順
次下方に転送されて水平(H)レジスター33に転送さ
れる。この水平レジスター33の信号が画素期間ごとに
順次右側に転送されて各画素ごとの信号電荷が端子34
に取り出される。なお図は、いわゆる補色市松フィルタ
ー方式のカラーCCD撮像装置の例を示し、光電変換部
31の2個の信号が垂直レジスター32の1段に供給さ
れる。
2. Description of the Related Art For example, in a VTR-integrated video camera, extraction of a signal from a CCD image pickup device is conventionally performed as follows. That is, for example, in FIG. 3, a signal from the photoelectric conversion unit (sensor) 31 is temporarily transferred to the vertical (V) register 32 for each vertical period. The signal of the vertical register 32 is sequentially transferred downward in each horizontal period and then transferred to the horizontal (H) register 33. The signal of the horizontal register 33 is sequentially transferred to the right in each pixel period, and the signal charge of each pixel is transferred to the terminal 34.
Taken out. The drawing shows an example of a so-called complementary color checker filter type color CCD image pickup device, in which two signals of the photoelectric conversion unit 31 are supplied to one stage of the vertical register 32.

【0003】さらにこの端子34からの信号が図4に示
すようなCCD信号検出部に供給される。すなわち端子
44からの信号(電荷)がコンデンサー45に供給され
ると共に、このコンデンサー45の端子電圧がFET4
6のゲートに供給される。このFET46のリセットド
レインバイアス(端子47)が、リセットスイッチ48
を通じてFET46のゲートに供給される。そしてこの
FET46のソースが抵抗器49を通じて接地されて、
このFET46のソースから電圧出力が端子40に取り
出される。
Further, the signal from the terminal 34 is supplied to the CCD signal detecting section as shown in FIG. That is, the signal (charge) from the terminal 44 is supplied to the capacitor 45, and the terminal voltage of the capacitor 45 is changed to the FET4.
6 gates. The reset drain bias (terminal 47) of the FET 46 is the reset switch 48.
Through the gate of the FET 46. The source of the FET 46 is grounded through the resistor 49,
The voltage output is taken out to the terminal 40 from the source of the FET 46.

【0004】ところでこのような例えばVTR一体型の
ヴィデオカメラにおいて、信号処理のディジタル化が進
められている。その場合に従来は、例えば図5に示すよ
うに上述のCCD撮像装置50からの信号がCCD信号
検出部51を通じて取り出される。このCCD信号検出
部51からの信号がサンプルホールド回路52を通じて
AGCアンプ53に供給される。そしてこのAGCアン
プ53からの信号がA/D変換回路54に供給され、デ
ィジタル化された信号が後段の処理回路55に供給され
る。
By the way, in such a VTR-integrated video camera, for example, digitalization of signal processing is in progress. In that case, conventionally, for example, as shown in FIG. 5, the signal from the above-mentioned CCD image pickup device 50 is taken out through the CCD signal detection section 51. The signal from the CCD signal detector 51 is supplied to the AGC amplifier 53 through the sample hold circuit 52. Then, the signal from the AGC amplifier 53 is supplied to the A / D conversion circuit 54, and the digitized signal is supplied to the processing circuit 55 in the subsequent stage.

【0005】すなわち従来の装置において、ディジタル
化はAGCアンプ53以降の回路のみで行われていた。
従って従来の装置ではCCD撮像装置50からAGCア
ンプ53までの回路ではアナログ処理が行われており、
この間のS/Nの劣化や、サンプルホールド回路52の
クロックの位相管理などで問題を生ずる恐れがあった。
またCCD信号検出部51においても、上述のようなコ
ンデンサー45によるフローティング・ディフュージョ
ン・アンプや、FET46のソース・フォロアを用いる
場合には、出力波形の管理が困難であった。
That is, in the conventional device, digitization was performed only by the circuits after the AGC amplifier 53.
Therefore, in the conventional device, analog processing is performed in the circuit from the CCD image pickup device 50 to the AGC amplifier 53.
There is a possibility that problems may occur in the deterioration of the S / N during this period, phase management of the clock of the sample hold circuit 52, and the like.
Also in the CCD signal detector 51, when the floating diffusion amplifier by the capacitor 45 or the source follower of the FET 46 is used, it is difficult to manage the output waveform.

【0006】これに対して、CCD撮像装置の各画素に
一々コンデンサーを接続して、充電された電圧を測定し
て直接ディジタル化する方法も提案されている。しかし
ながらこの方法では、CCD撮像装置内に異種の素子が
設けられることになり、形成が容易でないと共に、装置
が大規模化するという問題が生じる。この出願はこのよ
うな点に鑑みて成されたものである。
On the other hand, there has been proposed a method in which a capacitor is connected to each pixel of a CCD image pickup device to measure a charged voltage and directly digitize it. However, according to this method, different types of elements are provided in the CCD image pickup device, which is not easy to form, and there is a problem that the device becomes large-scaled. This application is made in view of such a point.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題
点は、従来の装置ではCCD撮像装置からAGCアンプ
までの回路ではアナログ処理が行われており、この間の
S/N、クロックの位相管理などで問題を生ずる恐れが
あったというものである。
The problem to be solved is that in the conventional device, analog processing is performed in the circuit from the CCD image pickup device to the AGC amplifier, and S / N and clock phase management during this period are performed. There was a risk of problems.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、所定のポテン
シャルを持つ井戸2に光電変換(部1)された電荷が蓄
積されると共に、この井戸に一定の少量づつの電荷(貯
留部3)が足されて行き、この井戸が溢れる(検出手段
4)までの上記電荷の足された回数(カウンター7)に
基づいて、基準値(ブラックストライプ10、ラッチ回
路12)との演算(回路13)によって出力を取り出す
(出力端子14)ようにしたCCD撮像装置である。
According to the present invention, photoelectrically converted charges (part 1) are accumulated in a well 2 having a predetermined potential, and a fixed small amount of charges (reservoir 3) is stored in this well. Is added and the well is overflowed (detection means 4), based on the number of times the charge is added (counter 7), calculation with a reference value (black stripe 10, latch circuit 12) (circuit 13) This is a CCD image pickup device in which an output is taken out (output terminal 14) by.

【0009】[0009]

【作用】これによれば、井戸が溢れるまでの電荷の足さ
れた回数に基づいて、演算によって出力を取り出すこと
により、簡単な構成でディジタル出力のCCD撮像装置
を形成することができる。
According to this, the CCD image pickup device of digital output can be formed with a simple structure by taking out the output by the calculation based on the number of times the charge is added until the well overflows.

【0010】[0010]

【実施例】図1は本発明によるCCD撮像装置の一例を
示す。この図において、1はそれぞれ光電変換部(セン
サー)であって、この光電変換部1に対してそれぞれ所
定のポテンシャルを持つ井戸2が接続される。この井戸
2に対してそれぞれ所定量の電荷の貯留される貯留部3
が接続される。さらに井戸2に対して電荷の溢れを検出
する検出手段4が設けられる。なお図は、いわゆる補色
市松フィルター方式のカラーCCD撮像装置の例であ
る。
1 shows an example of a CCD image pickup device according to the present invention. In the figure, 1 is a photoelectric conversion unit (sensor), and wells 2 each having a predetermined potential are connected to the photoelectric conversion unit 1. Reservoir 3 in which a predetermined amount of electric charge is stored in each well 2
Are connected. Further, the well 2 is provided with a detecting means 4 for detecting the overflow of charges. The figure shows an example of a so-called complementary color checker filter type color CCD image pickup device.

【0011】また5は例えば水平有効画面期間を256
等分したタイミングのクロック発振器である。この発振
器5がマルチプレクサ6を介して各水平走査線ごとの貯
留部3に接続される。
Reference numeral 5 indicates, for example, that the horizontal effective screen period is 256.
It is a clock oscillator with equally divided timing. The oscillator 5 is connected to the storage unit 3 for each horizontal scanning line via the multiplexer 6.

【0012】また、この発振器5がカウンター7に接続
され、このカウンター7が水平有効画素数のラッチ回路
8に接続される。このラッチ回路8に対してそれぞれ検
出手段4が接続される。これらのラッチ回路8が縦続接
続され、例えば水平ブランキング期間を水平有効画素数
等分したタイミングの転送クロック発振器9がラッチ回
路8の転送部に接続される。
Further, the oscillator 5 is connected to a counter 7, and the counter 7 is connected to a latch circuit 8 for the number of horizontal effective pixels. The detection means 4 is connected to each of the latch circuits 8. These latch circuits 8 are connected in cascade, and, for example, a transfer clock oscillator 9 having a timing obtained by dividing the horizontal blanking period into the number of horizontal effective pixels is connected to the transfer unit of the latch circuit 8.

【0013】さらに最右端の各光電変換部1にブラック
ストライプ10が設けられる。そして縦続接続されたラ
ッチ回路7がスイッチ11を介して基準値ラッチ回路1
2及び演算回路13に接続される。さらに基準値ラッチ
回路12が演算回路13に接続される。なお14は出力
端子である。
Further, a black stripe 10 is provided on each of the rightmost photoelectric conversion sections 1. The latch circuit 7 connected in cascade is connected to the reference value latch circuit 1 via the switch 11.
2 and the arithmetic circuit 13. Further, the reference value latch circuit 12 is connected to the arithmetic circuit 13. Reference numeral 14 is an output terminal.

【0014】この装置において、図2に示すように所定
のポテンシャルの井戸2には光電変換部1(図示せず)
からの信号電荷が蓄積される。これに対して所定の電荷
の貯留部3との境界が発振器5からのクロックに従って
上下され、貯留部3からの電荷がクロックごとに足され
て行く。そしてこの井戸2から電荷が溢れるとこの溢れ
た電荷が検出手段4で検出される。
In this device, a photoelectric conversion unit 1 (not shown) is provided in a well 2 having a predetermined potential as shown in FIG.
The signal charge from is accumulated. On the other hand, the boundary between the predetermined charge and the reservoir 3 is raised and lowered according to the clock from the oscillator 5, and the charge from the reservoir 3 is added every clock. When the electric charge overflows from the well 2, the overflowing electric charge is detected by the detecting means 4.

【0015】この検出手段4で検出された信号がラッチ
回路8に供給される。ここでラッチ回路8にはカウンタ
ー7からのクロックの計数値が供給され、井戸2から電
荷が溢れるまでの貯留部3からの電荷の足された回数が
ラッチされる。そしてこのラッチされた計数値が例えば
水平ブランキング期間に順次転送され、演算回路13で
演算処理されて出力端子14に取り出される。
The signal detected by the detecting means 4 is supplied to the latch circuit 8. Here, the count value of the clock from the counter 7 is supplied to the latch circuit 8, and the number of times the charge from the reservoir 3 is added until the charge overflows from the well 2 is latched. Then, the latched count value is sequentially transferred, for example, in the horizontal blanking period, processed by the arithmetic circuit 13 and taken out to the output terminal 14.

【0016】すなわちこの装置において、井戸2のポテ
ンシャルは予め規定されており、この井戸2に信号電荷
が蓄積される。これに所定の電荷がクロックごとに足さ
れて行くことによって、井戸2のポテンシャルに対する
信号電荷の不足分が補充され、この不足分に相当する電
荷が足された時点で井戸2から電荷が溢れ出る。従って
この電荷が溢れ出るまでの電荷が足された回数を計数す
る事によって、井戸2のポテンシャルに対する信号電荷
の不足分が測定される。
That is, in this device, the potential of the well 2 is defined in advance, and the signal charges are accumulated in the well 2. A predetermined charge is added to this every clock to supplement the shortage of the signal charge with respect to the potential of the well 2, and when the charge corresponding to this shortage is added, the charge overflows from the well 2. . Therefore, the shortage of the signal charge with respect to the potential of the well 2 is measured by counting the number of times the charges are added until the charges overflow.

【0017】さらに最右端の井戸2からは基準となる黒
レベルの値が測定され、この測定値が基準値ラッチ回路
12にラッチされる。そしてこの基準値から各ラッチ回
路8の測定値を、演算回路13で例えば減算することに
よって、各信号電荷に相当する値を出力端子14に取り
出すことができる。
Further, a reference black level value is measured from the rightmost well 2 and the measured value is latched in the reference value latch circuit 12. Then, by subtracting the measured value of each latch circuit 8 from this reference value in the arithmetic circuit 13, for example, the value corresponding to each signal charge can be taken out to the output terminal 14.

【0018】こうして上述の装置によれば、井戸2が溢
れるまでの電荷の足された回数(カウンター7)に基づ
いて、演算(回路13)によって出力を取り出す(出力
端子14)ことにより、簡単な構成でディジタル出力の
CCD撮像装置を形成することができるものである。
Thus, according to the above-mentioned device, the output is taken out (the output terminal 14) by the calculation (the circuit 13) based on the number of times the electric charge is added until the well 2 overflows (the counter 7), which is simple. With the configuration, a CCD image pickup device having a digital output can be formed.

【0019】また上述の装置によれば、従来装置でCC
D撮像装置50からAGCアンプ53までで行われてい
たアナログ処理が削除され、この間のS/Nの劣化や、
サンプルホールド回路52のクロックの位相管理などの
問題が解消される。またコンデンサー45によるフロー
ティング・ディフュージョン・アンプや、FET46の
ソース・フォロアを用いないので、これらの出力波形の
管理等も不要になる。
Further, according to the above-mentioned device, the CC of the conventional device is used.
The analog processing performed from the D image pickup device 50 to the AGC amplifier 53 is deleted, and S / N deterioration during this period,
Problems such as phase management of the clock of the sample hold circuit 52 are solved. Further, since the floating diffusion amplifier by the condenser 45 and the source follower of the FET 46 are not used, it is not necessary to manage the output waveforms of these.

【0020】さらにCCD撮像装置の各画素にコンデン
サーを接続して充電された電圧を測定して直接ディジタ
ル化する方法と異なり、CCD撮像装置を同種の素子の
みで形成でき、形成を容易に行えると共に、装置が大規
模化する恐れもない。
Further, unlike the method in which a capacitor is connected to each pixel of the CCD image pickup device and the charged voltage is measured to directly digitize the CCD image pickup device, the CCD image pickup device can be formed by only the same kind of elements, and the formation can be facilitated. There is no fear that the device will become large-scale.

【0021】なお上述の装置において、検出手段4はそ
れぞれ電極1本で構成することができる。また上述の構
成は、いわゆる補色市松フィルター方式のカラーCCD
撮像装置以外にも適用できる。
In the above-mentioned apparatus, each detecting means 4 can be composed of one electrode. Further, the above-described configuration is a so-called complementary color checkered filter type color CCD.
It can be applied to other than the imaging device.

【0022】[0022]

【発明の効果】この発明によれば、井戸が溢れるまでの
電荷の足された回数に基づいて、演算によって出力を取
り出すことにより、簡単な構成でディジタル出力のCC
D撮像装置を形成することができるようになった。
According to the present invention, the digital output CC can be obtained with a simple structure by taking out the output by calculation based on the number of times the charge is added until the well overflows.
It is now possible to form a D imaging device.

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

【図1】本発明によるCCD撮像装置の一例の構成図で
ある。
FIG. 1 is a configuration diagram of an example of a CCD image pickup device according to the present invention.

【図2】その説明のための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining the explanation.

【図3】従来のCCD撮像装置の構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram of a conventional CCD image pickup device.

【図4】その説明のための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining the explanation.

【図5】その説明のための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining the explanation.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光電変換部 2 所定のポテンシャルを持つ井戸 3 所定量の電荷の貯留される貯留部 4 電荷の溢れを検出する検出手段 5 クロック発振器 6 マルチプレクサ 7 カウンター 8 ラッチ回路 9 転送クロック発振器 10 ブラックストライプ 11 スイッチ 12 基準値ラッチ回路 13 演算回路 14 出力端子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Photoelectric conversion part 2 Well with a predetermined potential 3 Storage part for storing a predetermined amount of charge 4 Detection means for detecting overflow of charge 5 Clock oscillator 6 Multiplexer 7 Counter 8 Latch circuit 9 Transfer clock oscillator 10 Black stripe 11 Switch 12 reference value latch circuit 13 arithmetic circuit 14 output terminal

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 所定のポテンシャルを持つ井戸に光電変
換された電荷が蓄積されると共に、この井戸に一定の少
量づつの電荷が足されて行き、この井戸が溢れるまでの
上記電荷の足された回数に基づいて、基準値との演算に
よって出力を取り出すようにしたCCD撮像装置。
1. A photoelectrically converted charge is accumulated in a well having a predetermined potential, and a fixed small amount of charge is added to the well until the well overflows. A CCD image pickup device in which an output is taken out by calculation with a reference value based on the number of times.
JP4089051A 1992-04-09 1992-04-09 Ccd image pickup device Pending JPH05292409A (en)

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JP4089051A JPH05292409A (en) 1992-04-09 1992-04-09 Ccd image pickup device

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JP4089051A JPH05292409A (en) 1992-04-09 1992-04-09 Ccd image pickup device

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009535979A (en) * 2006-05-02 2009-10-01 イーストマン コダック カンパニー CMOS image sensor pixel using photodiode
JP2010161751A (en) * 2009-01-12 2010-07-22 Victor Co Of Japan Ltd Solid-state image sensor, and method of processing signal thereof

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