JPH06268930A - Ｃｃｄ固体撮像装置のパルス発生器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 カウンタ回路のカウントノイズがオプティカ
ルブラッククランプ部に影響しないＣＣＤ固体撮像装置
のパルス発生器を提供する。 【構成】 １／２分周回路１からのサブクロックＣ１と
水平走査基準パルスとを受けて、遅延回路２は水平走査
基準パルスを遅延して、遅延水平走査基準パルスＨ１，
Ｈ２を出力する。この遅延水平走査基準パルスＨ１，Ｈ
２を受けて、ゲート回路３はオプティカルブラッククラ
ンプパルスを出力する。上記サブクロックＣ１と遅延水
平走査基準パルスＤ２とを受けて、オプティカルブラッ
ククランプパルスを出力の停止後に、カウンタ動作パル
ス形成回路４はカウンタ動作パルスを出力する。このカ
ウンタ動作パルスの出力により、カウンタ回路５はサブ
クロックＣ１のカウントを開始する。そして、ラッチ回
路６はこのカウントしたデータに基づいて、デコーダ回
路６を介して垂直ＣＣＤ駆動パルスを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ビデオカメラ等に用
いられるＣＣＤ（チャージカップルドデバイス）固体撮
像装置のパルス発生器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＣＣＤ固体撮像装置のパルス発生
器としては、図４に示すように、クロックを受けて、こ
のクロックを１／２分周してサブクロックＣ１を出力す
る１／２分周回路１０１と、上記１／２分周回路１０１
からのサブクロックＣ１と水平走査基準パルスとを受け
て、カウンタ動作パルスを形成するカウンタ動作パルス
形成回路１０２と、上記カウンタ動作パルス形成回路１
０２からのカウンタ動作パルスと上記１／２分周回路１
０１からのサブクロックＣ１とを受けて、このサブクロ
ックＣ１をカウントして、カウントデータ信号を出力す
るカウンタ回路１０３と、上記カウンタ回路１０３から
のカウントデータ信号を受けて、このカウントデータ信
号をデコードして、デコードデータ信号を出力するデコ
ーダ回路１０４と、上記デコーダ回路１０４からのデコ
ードデータ信号を受けて、このデコードデータをラッチ
して、オプティカルブラッククランプパルスと垂直ＣＣ
Ｄ駆動パルスと休止パルスと最終パルスとを出力するラ
ッチ回路１０５とを備えたものがある。また、上記ラッ
チ回路１０５からの休止パルスと上記クロックとを受け
て、上記停止パルスが出力されている期間外で、上記ク
ロックを１／２分周して形成した水平ＣＣＤ駆動パルス
を出力する１／２分周回路１０６と、上記ラッチ回路１
０５からの休止パルスを受けて、リセットパルスを出力
するリセット回路１０７と、上記リセット回路１０７か
らのリセットパルスと上記クロックとを受けて、上記ク
ロックを１／２分周して、水平ＣＣＤ駆動パルスに同期
したサブクロックＣ２を出力する１／２分周回路１０８
と、上記１／２分周回路１０８からのサブクロックＣ２
を受けて、水平ＣＣＤ駆動パルスに同期したＣＤＳ（相
関２重サンプリング）パルスと電荷リセットパルスとを
出力するゲート回路１０９とを備えている。そして、上
記ラッチ回路１０５からの最終パルスは、上記カウンタ
動作パルス形成回路１０２に入力している。

【０００３】上記ＣＣＤ固体撮像装置のパルス発生器
は、図示しない同期信号発生器からの水平走査基準パル
スと水平ブランキングパルスに同期して、図５のタイミ
ング図に示すように動作する。図５の下側に時間軸を拡
大して示すように、上記電荷リセットパルスとＣＤＳパ
ルスとは互いに位相のずれた連続パルスであり、上記水
平ＣＣＤ駆動パルスも、有効画素信号期間とオプティカ
ルブラック信号期間とを含む斜線部Ｙの期間において、
切り替わらない連続信号である。そして、上記水平走査
基準パルスがＨレベルになると、上記カウンタ動作パル
ス形成回路１０２は、上記サブクロックＣ１に同期し
て、カウンタ動作パルスをＨレベルにする。このＨレベ
ルのカウンタ動作パルスにより、カウンタ回路１０３は
サブクロックＣ１のカウントを開始する。そして、上記
カウンタ回路１０３のカウントデータ信号をデコーダ回
路１０４でデコードして作成したデコードデータ信号に
基づいて、上記ラッチ回路１０５は上記カウンタ動作パ
ルスがＨレベルになってから所定の期間後に、オプティ
カルブラッククランプパルスを所定の期間（図５に示す
オプティカルブラック信号期間の内の一部の期間）Ｈレ
ベルにする。そして、上記オプティカルブラッククラン
プパルスが上記所定の期間後にＬレベルとなると、上記
ラッチ回路１０５は夫々位相のずれた垂直ＣＣＤ駆動パ
ルス（図５に示すＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）を出力すると共に、
上記休止パルスを所定の期間Ｈレベルにする。上記休止
パルスがＨレベルの間、上記１／２分周回路１０６は動
作を停止して、水平ＣＣＤ駆動パルスの出力は停止す
る。そして、上記ラッチ回路１０５は、休止パルスを所
定の期間後にＬレベルにすると同時に、最終パルスを出
力し、この最終パルスにより、上記カウンタ動作パルス
形成回路１０２はカウンタ動作パルスをＬレベルにし
て、カウンタ回路１０３はカウントを停止する。また、
上記休止パルスがＬレベルになるから、上記１／２分周
回路１０６は水平ＣＣＤ駆動パルスを出力する。このよ
うに、このパルス発生器は上記一連の動作を行って、一つ
の水平ブランキング期間が終了する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
ＣＣＤ固体撮像装置は、上記オプティカルブラッククラ
ンプパルスがＨレベルのときに、水平ＣＣＤ駆動パルス
と電荷リセットパルスとＣＤＳパルスとに基づいて、黒
レベルの基準となるオプティカルブラックの基準レベル
をクランプする。そして、この基準レベルを用いて、図
示しない出力検出回路は転送されてきた信号電荷を検出
する。

【０００５】一方、上記カウンタ回路１０３は、通常バ
イナリーカウンタが用いられ、図６に示すように、上記
カウンタ回路１０３の出力Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４〜Ｑ
ｎ（図ではＱ１〜Ｑ４のみを示す。）の夫々の変化はサ
ブクロックＣ１の各変化時点に一様に行われるわけでは
ない。すなわち、上記カウンタ回路１０３はリセットさ
れた状態（出力Ｑ１〜Ｑ４が全て０）から、上記サブク
ロックＣ１のカウントを開始して、最初のサブクロック
Ｃ１の立上りで、まずＱ１のみが０→１となる。そし
て、次ぎのサブクロックＣ１の立上りで、Ｑ１は１→
０、Ｑ２は０→１と変化する。このように、順次カウン
トは進み、各出力Ｑ１〜Ｑｎの変化状態はサブクロック
Ｃ１の各エッジの時点において異なった状態となり、同
時に変化する出力の数も多くなったり少なくなったりす
る。このカウンタ回路１０３の動作状態の変化がカウン
トノイズを発生させる。

【０００６】したがって、図７に示すように、上記オプ
ティカルブラッククランプパルスがＨレベルの期間も含
めて、動作しているカウンタ回路１０３からのカウント
ノイズは、上記１／２分周回路１０６から出力する水平
ＣＣＤ駆動パルスに重畳し、図５に示すゲート回路１０
９から出力する電荷リセットパルスとＣＤＳパルスにも
重畳する。したがって、上記オプティカルブラッククラ
ンプパルスがＨレベルのときに動作する図示しないオプ
ティカルブラッククランプ部は、上記水平ＣＣＤ駆動パ
ルスとリセットパルスとＣＤＳパルスとに重畳したカウ
ントノイズのために、オプティカルブラックの基準レベ
ルを正しくクランプすることができず、信号電荷の検出
に悪影響を及ぼして、画質が劣化するという問題があ
る。

【０００７】そこで、この発明の目的は、垂直駆動パル
スを形成するカウンタ回路をオプティカルブラッククラ
ンプパルスが出力されている間は動作させないようにし
て、つまり、ＣＣＤ固体撮像装置の画素信号が無い期間
のみに動作させることによって、カウントノイズがオプ
ティカルブラッククランプ部に影響しないＣＣＤ固体撮
像装置のパルス発生器を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明のＣＣＤ固体撮像装置のパルス発生器は、
水平走査基準パルスに基づいて、オプティカルブラック
クランプパルスを形成して出力するオプティカルブラッ
ククランプパルス出力回路と、クロックをカウントし
て、垂直駆動パルスを形成するカウンタ回路と、上記オ
プティカルブラッククランプパルスが出力されている期
間を含む所定の期間において、上記クロックに基づい
て、水平駆動パルスを形成して出力する水平駆動パルス
出力回路とを有するＣＣＤ固体撮像装置のパルス発生器
において、上記オプティカルブラッククランプパルス出
力回路は、上記水平走査基準パルスを遅延させて作成し
た遅延信号を出力する遅延回路と、この遅延回路から出
力された遅延信号を受けて、上記オプティカルブラック
クランプパルスを形成する論理回路とからなり、さら
に、上記遅延回路からの遅延信号に基づいて、上記オプ
ティカルブラッククランプパルスの出力が停止した後
に、上記カウンタ回路を動作させるカウンタ動作パルス
を形成して、上記カウンタ回路に出力するカウンタ動作
パルス形成回路を備えたことを特徴とするＣＣＤ固体撮
像装置のパルス発生器。

【０００９】

【作用】上記構成のＣＣＤ固体撮像装置のパルス発生器
は、上記水平走査基準パルスが入力されると、上記遅延
回路は水平走査基準パルスを遅延させて作成した遅延信
号を出力する。この遅延回路から出力された遅延信号を
受けて、論理回路はオプティカルブラッククランプパル
スを形成する。一方、上記遅延回路からの遅延信号に基
づいて、上記オプティカルブラッククランプパルスの出
力が停止した後に、上記カウンタ動作パルス形成回路は
カウンタ回路を動作させるカウンタ動作パルスを出力す
る。上記カウンタ動作パルスを受けて、上記カウンタ回
路はクロックをカウントして、垂直駆動パルスを形成す
る。また、上記オプティカルブラッククランプパルスが
出力されている期間を含めて、上記水平駆動パルス出力
回路はクロックに基づいて、水平駆動パルスを形成して
出力する。

【００１０】このように、上記オプティカルブラックク
ランプパルスが出力される期間において、上記カウンタ
回路はカウントしないから、オプティカルブラッククラ
ンプパルスの出力期間中に同時に出力される水平ＣＣＤ
駆動パルスは、上記カウント回路からのカウントノイズ
の影響を受けることがない。したがって、オプティカル
ブラックの基準レベルを正しくクランプすることがで
き、画質の劣化を防止できる。

【００１１】

【実施例】以下、この発明のＣＣＤ固体撮像装置のパル
ス発生器を一実施例により詳細に説明する。

【００１２】図１はこの発明の一実施例のＣＣＤ固体撮
像装置のパルス発生器のブロック図を示しており、１は
クロックを１／２分周して、サブクロックＣ１を出力す
る１／２分周回路、２は上記１／２分周回路１からのサ
ブクロックＣ１と図示しない同期信号発生器からの水平
走査基準パルスとを受けて、この水平走査基準パルスを
遅延して、遅延量の異なる二つの遅延水平走査基準パル
スＨ１，Ｈ２を出力するシフトレジスタからなる遅延回
路、３は上記遅延回路２からの遅延水平走査基準パルス
Ｈ１，Ｈ２を受けて、論理積をとり、オプティカルブラ
ッククランプパルスを出力する論理回路の一例としての
ゲート回路、４は上記１／２分周回路１からのサブクロ
ックＣ１と上記遅延回路２からの遅延水平走査基準パル
スＨ２とを受けて、カウンタ動作パルスを出力するカウ
ンタ動作パルス形成回路、５は上記カウンタ動作パルス
形成回路４からのカウンタ動作パルスと上記１／２分周
回路１からのサブクロックＣ１とを受けて、このサブク
ロックＣ１をカウントするカウンタ回路、６は上記カウ
ンタ回路５からのカウントデータ信号を受けて、このカ
ウントデータ信号をデコードするデコーダ回路、７は上
記デコーダ回路６からのデコードデータ信号を受けて、
このデコードデータをラッチして、垂直ＣＣＤ駆動パル
スと休止パルスと最終パルスとを出力するラッチ回路で
ある。また、８は上記ラッチ回路７からの休止パルスと
上記クロックとを受けて、このクロックを１／２分周し
て、水平ＣＣＤ駆動パルスを出力する１／２分周回路、
９は上記ラッチ回路７からの休止パルスを受けて、リセ
ットパルスを出力するリセット回路、１０は上記リセッ
ト回路９からのリセットパルスと上記クロックとを受け
て、上記クロックを１／２分周して、上記水平ＣＣＤ駆
動パルスに同期したサブクロックＣ２を出力する１／２
分周回路、１１は上記１／２分周回路１０からの水平Ｃ
ＣＤ駆動パルスに同期したサブクロックＣ２を受けて、
信号電荷をリセットする電荷リセットパルスと、検出信
号の低域ノイズを減少させるＣＤＳ（相関２重サンプリ
ング）パルスとを出力するゲート回路１１である。上記
ラッチ回路７からの最終パルスは、上記カウンタ動作パ
ルス形成回路４に入力する。

【００１３】上記構成のＣＣＤ固体撮像装置のパルス発
生器は、図示しない同期信号発生器から水平走査毎に周
期的に出力される水平走査基準パルスと水平ブランキン
グパルスとに同期して、図２のタイミング図に示すよう
に動作する。

【００１４】すなわち、上記１／２分周回路８の水平Ｃ
ＣＤ駆動パルスは、図２に示す斜線部Ｘの期間で切り替
わらない連続信号であり、上記ゲート回路１１から出力
される電荷リセットパルスとＣＤＳパルスも連続信号で
ある。そして、上記水平走査基準パルスは所定の期間Ｈ
レベルになると同時に、水平ブランキングパルスは水平
ブランキング期間中Ｈレベルとなる。上記水平走査基準
パルスがＨレベルになると、シフトレジスタからなる遅
延回路２は、水平走査基準パルスを上記１／２分周回路
１からのサブクロックＣ１に同期して遅延し、遅延水平
基準パルスＨ１と、この遅延水平基準パルスＨ１よりも
遅延時間が長く、論理が反転した遅延水平基準パルスＨ
２とを出力する。上記遅延回路２からの遅延水平基準パ
ルスＨ１，Ｈ２を受けて、ゲート回路３は遅延水平基準
パルスＨ１，Ｈ２の論理積をとり、遅延水平基準パルス
Ｈ１，Ｈ２の両方がＨレベルの期間、オプティカルブラ
ッククランプパルスをＨレベルにする。すなわち、上記
オプティカルブラッククランプパルスのリーディングエ
ッジは、遅延水平基準パルスＨ１のリーディングエッジ
で定義し、オプティカルブラッククランプパルスのトレ
イリングエッジは、遅延水平基準パルスＨ２のトレイリ
ングエッジで定義している。上記オプティカルブラック
クランプパルスは、図示しないオプティカルブラックク
ランプ部に入力されて、黒レベルの基準となるオプティ
カルブラックの基準レベルをクランプする。さらに、上
記遅延水平基準パルスＨ２がＨレベルからＬレベルに変
化すると、上記カウンタ動作パルス形成回路４のカウン
タ動作パルスはＨレベルになり、上記カウンタ回路５は
１／２分周回路１からのサブクロックＣ１のカウントを
開始する。上記カウンタ動作パルスのリーディングエッ
ジは、遅延水平基準パルスＨ２のリーディングエッジで
定義している。そして、上記カウンタ回路５のカウント
データ信号をデコーダ回路６によりデコードし、このデ
コードデータをラッチ回路７はラッチして、位相が互い
にずれた垂直ＣＣＤ駆動パルス（図２のＡ，Ｂ，Ｃ，
Ｄ）を出力する。また、上記遅延水平基準パルスＨ２が
ＨレベルからＬレベルに変化した後所定の時間が経過す
ると、上記ラッチ回路７は休止パルスを所定の期間（水
平ブランキングパルスの出力期間の内の一部の期間）Ｈ
レベルにする。上記休止パルスがＨレベルになると、上
記分周回路８は分周を停止して、水平ＣＣＤ駆動パルス
をＨレベルにする。また、上記ラッチ回路７の休止パル
スがＬレベルからＨレベルになると、上記リセット回路
９はリセットパルスを出力する。なお、上記リセット回
路９は上記ラッチ回路７の休止パルスがＨレベルからＬ
レベルになったときにリセットパルスを出力してもよ
い。このリセットパルスにより、上記１／２分周回路１
０をリセットして、この１／２分周回路１０が出力する
電荷リセットパルスとＣＤＳパルスとを上記水平ＣＣＤ
駆動パルスと同期させる。そして、上記ラッチ回路７は
垂直ＣＣＤ駆動パルスの出力を停止して、所定の期間後
に休止パルスをＬレベルとした後、最終パルスを出力す
る。この最終パルスにより、上記カウンタ動作パルス形
成回路４はカウンタ動作パルスをＬレベルにする。上記
カウンタ動作パルスがＬレベルになると、上記カウンタ
回路５はカウントを停止する。また、上記休止パルスの
Ｌレベルにより、上記１／２分周回路８はクロックの分
周を開始して、上記水平ＣＣＤ駆動パルスを出力する。
そして、水平ブランキング期間が終了すると、水平ブラ
ンキングパルスはＬレベルとなる。その後、一つの水平
走査が終わると、再び水平ブランキング期間となり、上
記一連の動作を繰り返し行う。

【００１５】このように、従来、カウンタ回路を用いて
オプティカルブラッククランプパルスを形成していたも
のを、図３に示すように、上記シフトレジスタからなる
遅延回路２により、上記水平走査基準パルスからサブク
ロックＣ１の１クロック分ずつ順次位相がずれた遅延パ
ルスＤ１〜Ｄｎを形成して、例えば、遅延パルスＤ１と
遅延パルスＤ２とを用いて、上記ゲート回路でオプティ
カルブラッククランプパルスを形成するようにしてい
る。この場合、上記遅延パルスＤ１〜Ｄｎはサブクロッ
クＣ１のリーディングエッジ毎に一様に一つだけが変化
するから、カウンタ回路と異なり、カウントノイズが発
生することがない。したがって、上記オプティカルブラ
ッククランプパルスが出力される期間において、上記カ
ウンタ回路５はサブクロックＣ１をカウントしないか
ら、オプティカルブラッククランプパルスの出力期間中
に同時に出力される水平ＣＣＤ駆動パルスと電荷リセッ
トパルスとＣＤＳパルスとは、上記カウンタ回路５から
のカウントノイズの影響を受けることがなく、また、遅
延回路２からのノイズの影響もない。したがって、この
ＣＣＤ固体撮像装置の図示しないオプティカルブラック
クランプ部は、ノイズの影響を受けることなく、オプテ
ィカルブラックの基準レベルを正しくクランプすること
ができ、画質の劣化を防止することができる。

【００１６】上記実施例では、上記遅延回路２は１／２
分周回路１からのサブクロックＣ１を用いて、シフトレ
ジスタにより水平走査基準パルスを遅延したが、遅延さ
せる方法はこれに限らず、遅延回路に内蔵されたクロッ
クやタイマー等を用いてもよい。

【００１７】また、上記実施例では、上記遅延回路２か
らの遅延水平基準パルスＨ１，Ｈ２を受けて、ゲート回
路３は遅延水平基準パルスＨ１，Ｈ２の論理積をとっ
て、オプティカルブラッククランプパルスを形成した
が、遅延水平基準パルスの組み合わせや論理条件はこれ
に限らない。

【００１８】また、上記実施例では、上記クロックを１
／２分周したサブクロックＣ１，Ｃ２を用いたが、１／
３分周，１／４分周，１／５分周等の適宜な分周比にし
てよい。

【００１９】

【発明の効果】以上より明らかなように、この発明のＣ
ＣＤ固体撮像装置のパルス発生器は、水平走査基準パル
スが入力されると、遅延回路は水平走査基準パルスを遅
延させて作成した遅延信号を出力し、この遅延回路から
の遅延信号を受けて、論理回路はオプティカルブラック
クランプパルスを形成し、また、上記遅延回路からの遅
延信号に基づいて、カウンタ動作パルス形成回路は、上
記オプティカルブラッククランプパルスの出力が停止し
た後に、カウンタ回路を動作させるカウンタ動作パルス
を出力し、上記カウンタ回路は上記カウンタ動作パルス
を受けて、クロックをカウントして、垂直駆動パルスを
形成すると共に、水平駆動パルス出力回路は、上記オプ
ティカルブラッククランプパルスが出力されている期間
を含む所定の期間において、クロックに基づいて、水平
駆動パルスを形成して出力するものである。

【００２０】したがって、この発明のＣＣＤ固体撮像装
置のパルス発生器によれば、オプティカルブラッククラ
ンプパルスが出力される期間において、カウンタ回路は
クロックをカウントしないから、オプティカルブラック
クランプパルスの出力期間中に同時に出力される水平駆
動パルスまたは他の信号は、上記カウント回路からのカ
ウントノイズの影響を受けることがない。したがって、
オプティカルブラックの基準レベルを正しくクランプす
ることができ、従来に比して画質の安定したＣＣＤ固体
撮像装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１はこの発明の一実施例のＣＣＤ固体撮像
装置のパルス発生器のブロック図である。

【図２】 図２は上記ＣＣＤ固体撮像装置のパルス発生
器のタイミング図である。

【図３】 図３は上記ＣＣＤ固体撮像装置のパルス発生
器の遅延回路のタイミング図である。

【図４】 図４は従来のＣＣＤ固体撮像装置のパルス発
生器のブロック図である。

【図５】 図５は上記従来のＣＣＤ固体撮像装置のパル
ス発生器のタイミング図である。

【図６】 図６は上記従来のＣＣＤ固体撮像装置のパル
ス発生器のカウンタのタイミング図である。

【図７】 図７は上記従来のＣＣＤ固体撮像装置のパル
ス発生器のカウンタのタイミングを含むタイミング図で
ある。

【符号の説明】

１，８，１０…１／２分周回路、２…遅延回路、３，１
１…ゲート回路、４…カウンタ動作パルス形成回路、５
…カウンタ回路 ６…デコーダ回路、７…ラッチ回路、９…リセット回
路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水平走査基準パルスに基づいて、オプテ
   ィカルブラッククランプパルスを形成して出力するオプ
   ティカルブラッククランプパルス出力回路と、クロック
   をカウントして、垂直駆動パルスを形成するカウンタ回
   路と、上記オプティカルブラッククランプパルスが出力
   されている期間を含む所定の期間において、上記クロッ
   クに基づいて、水平駆動パルスを形成して出力する水平
   駆動パルス出力回路とを有するＣＣＤ固体撮像装置のパ
   ルス発生器において、 上記オプティカルブラッククランプパルス出力回路は、
   上記水平走査基準パルスを遅延させて作成した遅延信号
   を出力する遅延回路と、この遅延回路から出力された遅
   延信号を受けて、上記オプティカルブラッククランプパ
   ルスを形成する論理回路とからなり、 さらに、上記遅延回路からの遅延信号に基づいて、上記
   オプティカルブラッククランプパルスの出力が停止した
   後に、上記カウンタ回路を動作させるカウンタ動作パル
   スを形成して、上記カウンタ回路に出力するカウンタ動
   作パルス形成回路を備えたことを特徴とするＣＣＤ固体
   撮像装置のパルス発生器。