JPH09284657A - 相関二重サンプリング回路 - Google Patents

相関二重サンプリング回路

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JPH09284657A
JPH09284657A JP8115408A JP11540896A JPH09284657A JP H09284657 A JPH09284657 A JP H09284657A JP 8115408 A JP8115408 A JP 8115408A JP 11540896 A JP11540896 A JP 11540896A JP H09284657 A JPH09284657 A JP H09284657A
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JP
Japan
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signal
circuit
level
pulse
ccd
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Withdrawn
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JP8115408A
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Tsuneo Tani
常男 谷
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 CCDイメージセンサの出力する信号が高輝
度レベルのものであっても、常に正常に動作するCDS
回路を提供する。 【解決手段】 反転アンプ11は、CCDイメージセン
サ2からCCD信号が供給されると、このCCD信号を
反転して出力し、この反転されたCCD信号(以下、反
転信号という)をバッファ12,13を介してS/H回
路14に供給すると共に、バッファ15を介してS/H
回路16にも供給する。S/H回路14は、反転信号と
SHDパルスとの電位差によって反転信号をホールドす
る。 S/H回路16は、反転信号とSHPパルスとの
電位差によって反転信号をホールドする。差動アンプ1
9は、S/H回路14,16からの信号の差分を検出し
て、適正な映像信号を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像素子から
出力される信号に含まれるランダム雑音を低減する相関
二重サンプリング回路に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、CCDイメージセンサから出力
される信号(以下、CCD信号という)は、図5に示す
ように、プリチャージレベルが一定のレベルになく、ま
た、CCDイメージセンサから転送される際等に生じる
リセット雑音を含んでいる。従って、プリチャージレベ
ルとデータレベルの差分を検出して正確な信号レベルを
検出すると共に、いわゆるランダム雑音を除去するため
に、CCDイメージセンサの出力側に相関二重サンプリ
ング(CDS:Correlated Double sampling)回路を設
けている。
【0003】CDS回路は、例えば図6に示すように、
CCDイメージセンサ101からのCCD信号が2分岐
して供給されており、一方側では、バッファ102,1
03を介してCCD信号が供給されるサンプルホールド
(S/H)回路104と、他方側では、CCDイメージ
センサ101からのCCD信号がバッファ105を介し
て供給されるS/H回路106と、S/H回路106か
らのCCD信号がバッファ107を介して供給されるS
/H回路108と、S/H回路104とS/H回路10
8とのCCD信号のレベル差を検出する差動アンプ10
9とを備える。
【0004】S/H回路104は、HレベルのSHDパ
ルス(Sample Hold of Data Pulse)が供給される度
に、CCD信号のデータレベルをホールドするようにな
っている。
【0005】S/H回路106は、HレベルのSHPパ
ルス(Sample Hold of Pre-chargePulse)が供給される
度に、CCD信号のプリチャージレベルをホールドする
ようになっている。
【0006】また、S/H回路108は、S/H回路1
04でホールドされたデータレベルの信号とS/H回路
106でホールドされたプリチャージレベルの信号との
位相を合わすために、S/H回路104と同様のSHD
パルスが供給されている。なお、S/H回路104,1
06,108では電界効果型トランジスタ(FET:Fi
eld Effect Transisitor)が用いられ、このFETはC
CD信号とサンプルパルスとの電位差が4.5V以上で
オンして1.5V以下でオフする特性を持っている。
【0007】差動アンプ109は、データレベルの信号
とプリチャージレベルの信号との差分を検出することに
より、CCD信号から適正な映像信号を得ると共に、ラ
ンダム雑音を低減している。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところで、通常のCC
D信号が供給される場合、S/H回路104は、図7に
示すように、SHDパルスがオンレベル(Hレベル)に
なっているときは、SHDパルスとデータレベルとの電
位差が4.5V以上になるので、CCD信号のデータレ
ベルをホールドする。また、S/H回路104は、SH
Dパルスがオフレベル(Lレベル)になっているとき
は、SHDパルスとデータレベルとの電位差が1.5V
以下であるので、CCD信号のデータレベルをホールド
しない。
【0009】ところが、高輝度のCCD信号が供給され
る場合、S/H回路104は、SHDパルスがHレベル
になると、CCD信号のデータレベルをホールドするも
のの、SHDパルスがLレベルになったときは電位差が
1.5V以下にならないでオンのままであり、CCD信
号のデータレベルをホールドしてしまう。
【0010】かかる場合、S/H回路104が正常なサ
ンプルホールドを行うことができないため、CDS回路
は正確な映像信号を得ることができなかった。
【0011】また、CCDイメージセンサが、2画素分
の蓄積電荷を同時に読み出すようになっている場合、輝
度レベルが通常のCCDイメージセンサの倍になる。従
って、このときも同様に、CDS回路が正常に動作しな
い問題が生じた。
【0012】本発明は、このような実情を鑑みてなされ
たものであり、CCDイメージセンサの出力する信号が
高輝度レベルのものであっても、常に正常に動作するC
DS回路を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、本発明に係る相関二重サンプリング回路は、固体
撮像素子から出力された信号の極性を反転させて、反転
信号を出力する極性反転手段と、上記反転信号のデータ
レベルに同期するSHDパルス及び上記反転信号のプリ
チャージレベルに同期するSHPパルスを生成するパル
ス生成回路と、上記SHDパルスが供給されてオンにな
ると、上記反転信号のデータレベルをホールドして、デ
ータレベル信号を出力する第1のFETと、上記SHP
パルスが供給されてオンになると、上記反転信号のプリ
チャージレベルをホールドして、プリチャージレベル信
号を出力する第2のFETと、上記データレベル信号と
上記プリチャージレベル信号との差分を検出する差分検
出手段とを備える。
【0014】そして、上記相関二重サンプリング回路で
は、第1のFETはSHDパルスがオンレベルにあると
きに上記反転信号をホールドしてデータレベル信号を出
力し、第2のFETはSHPパルスがオンレベルにある
ときに上記反転信号をホールドしてプリチャージレベル
信号を出力することにより、上記差分検出手段が上記デ
ータレベル信号と上記プリチャージレベル信号との差分
を検出する。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。
【0016】本発明は、固体撮像素子(CCD:Charge
coupled Device)から出力される信号(以下、CCD
信号という)とサンプルパルスとの関係を反転させて相
関二重サンプリングを行うことにより、CCD信号のレ
ベルが高いときのサンプルホールドの誤動作を防止する
ものである。
【0017】本発明を適用したカメラ装置は、例えば図
1に示すように、ビデオレンズ1と、ビデオレンズ1を
介して被写体の撮像光を受光するCCDイメージセンサ
2と、相関二重サンプリング(CDS:Correlated Dou
ble sampling)回路3と、A/Dコンバータ4と、プロ
セス回路5と、エンコーダ6とを備える。
【0018】CCDイメージセンサ2は、ビデオレンズ
1を介して被写体からの撮像光に応じたCCD信号を出
力する。CDS回路3は、相関二重サンプリング処理を
施して、CCD信号から適正な映像信号を得る。A/D
コンバータ4は、CDS回路3からの映像信号をディジ
タル化して映像データに変換する。プロセス回路5は、
A/Dコンバータ4からの映像データにホワイトバラン
ス,ニー・ガンマ補正等の非線形処理,ブランキング挿
入等のいわゆるプロセス処理を施す。エンコーダ6は、
プロセス回路5からの映像データから例えば輝度データ
及び色差データを生成して、これら輝度データと色差デ
ータから例えばNTSC(National Television System
Committee)方式の複合映像データを得て、これを出力
する。
【0019】なお、タイミングジェネレータ8は、同期
信号発生回路7が発生する同期パルスに基づいて水平同
期信号及び垂直同期信号を生成し、これら水平同期信号
及び垂直同期信号をドライバ9を介してCCDイメージ
センサ2に供給することにより、CCDイメージセンサ
2を駆動している。
【0020】ここで、本発明に係るCDS回路3は、例
えば図2に示すように、サンプルパルスを生成するパル
ス生成回路10と、CCDイメージセンサ2からのCC
D信号を反転する反転アンプ11と、反転アンプ11か
らのCCD信号がバッファ12,13を介して供給され
るサンプルホールド(S/H)回路14と、反転アンプ
11からのCCD信号がバッファ15を介して供給され
るS/H回路16と、S/H回路16からのCCD信号
がバッファ17を介して供給されるS/H回路18と、
S/H回路14とS/H回路18とのレベル差を検出す
る差動アンプ19とを備える。
【0021】パルス生成回路10は、タイミングジェネ
レータ8からの同期信号に基づいて、SHDパルス(Sa
mple Hold of Data Pulse)及びSHPパルス(Sample
Holdof Pre-charge Pulse)を生成して、SHDパルス
をS/H回路14,18に供給すると共に、SHPパル
スをS/H回路16に供給する。
【0022】S/H回路14は、SHDパルスとCCD
信号との電位差に応じて、CCD信号のデータレベルを
ホールドしたり、ホールド解除したりするようになって
いる。
【0023】S/H回路16は、SHPパルスとCCD
信号との電位差に応じて、CCD信号のプリチャージレ
ベルをホールドしたり、ホールド解除したりするように
なっている。
【0024】また、S/H回路18には、S/H回路1
04でホールドされたデータレベルの信号とS/H回路
106でホールドされたプリチャージレベルの信号との
位相を合わすために、S/H回路14と同様のSHDパ
ルスが供給されている。
【0025】ここで、S/H回路14,16,18は、
二重拡散型のNチャンネル SiMOS FET例えば
製品名3SK163が用いられている。このS/H回路
14,16,18は、通常ではCCD信号とサンプルパ
ルスとの電位差が4.5V以上になるとオフからオンに
なり、電位差が1.5V以下になるとオンからオフにな
る特性を持っている。
【0026】差動アンプ19は、データレベルの信号と
プリチャージレベルの信号との差分を検出することによ
り、CCD信号から適正な映像信号を得ると共に、ラン
ダム雑音を低減している。
【0027】そして、反転アンプ11は、CCDイメー
ジセンサ2からCCD信号が供給されると、図3に示す
ように、このCCD信号を反転して出力し、この反転さ
れたCCD信号(以下、反転信号という)をバッファ1
2,13を介してS/H回路14に供給すると共に、バ
ッファ15を介してS/H回路16にも供給する。
【0028】S/H回路14は、反転信号のデータレベ
ルに同期したSHDパルス(peak to peak:5V)が供
給されていて、反転信号とSHDパルスとの電位差によ
って反転信号をホールドするようになっている。
【0029】同様に、S/H回路16は、反転信号のプ
リチャージレベルに同期したSHPパルス(peak to pe
ak:5V)が供給されていて、反転信号とSHPパルス
との電位差によって反転信号をホールドするようになっ
ている。
【0030】すなわち、通常の反転信号の場合、S/H
回路14は、SHDパルスがオフレベル(Lレベル)か
らHレベルになるときは反転信号とSHDパルスとの電
位差が4.5V以上になるので、FETがオンになって
反転信号をホールドする。また、S/H回路14は、S
HDパルスがHレベルからLレベルになると反転信号と
SHDパルスとの電位差が1.5V以下になるので、F
ETはオフになって反転信号をホールドしないようにな
る。
【0031】高輝度の反転信号の場合、S/H回路14
は、SHDパルスがLレベルからHレベルになるときは
反転信号とSHDパルスとの電位差が4.5V以上には
ならない。しかしながら、S/H回路14で使用してい
る上述のFETは、電位差が4.5V以下であっても、
反転信号のデータレベルとSHDパルスのHレベルの電
位がそれぞれ高いときは、反転信号をホールドするよう
になっている。また、S/H回路14は、SHDパルス
がHレベルからLレベルになると反転信号とSHDパル
スがクロスしたときに電位差が1.5V以下になるの
で、FETはオフになって反転信号をホールドしないよ
うになる。
【0032】なお、S/H回路16は、図4に示すよう
に、SHPパルスがLレベルからHレベルになるときは
反転信号とSHPパルスとの電位差が4.5V以上にな
るので、FETがオンになって反転信号をホールドす
る。また、S/H回路14は、SHPパルスがHレベル
からLレベルになると反転信号とSHPパルスとの電位
差が1.5V以下になるので、FETはオフになって反
転信号をホールドしないようになる。
【0033】そして、差動アンプ19には、S/H回路
14でサンプルホールドされたデータレベルの信号が供
給されるとともに、S/H回路17でサンプルホールド
されてS/H回路18で上記データレベルの信号と位相
合わせされたプリチャージレベルの信号が供給される。
差動アンプ19は、これらデータレベルの信号とプリチ
ャージレベルの信号との差分を検出することにより、ラ
ンダム雑音を低減して、適正な映像信号を得ることがで
きる。
【0034】以上のように、本発明に係るCDS回路
は、CCDイメージセンサから供給されるCCD信号が
高輝度レベルのものであったり、CCDイメージセンサ
が2画素同時読み出しを行って通常の倍の輝度レベルの
CCD信号を出力する場合に、供給されたCCD信号と
サンプルパルスとの関係を反転させて、相関二重サンプ
リング処理を行うことにより、サンプルホールドする必
要のない部分をサンプルホールドしてしまうことを回避
して、適正な映像信号を得ると共に、ランダム雑音を低
減することができる。
【0035】なお、上述の実施の形態では、CCD信号
の極性を反転させることにより、CCD信号とSHDパ
ルスとが同じ極性になるようにしたが、本発明は、これ
に限定されるものではない。例えば、S/H回路14,
16にpMOSを使用して、SHDパルスの極性を反転
させることにより、CCD信号とSHDパルスとが同じ
極性になるようにしてもよいのは勿論である。
【0036】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
る相関二重サンプリング回路では、固体撮像素子からの
出力信号と上記出力信号のデータレベルに同期するパル
スとを同じ極性に変換する極性変換手段を備え、第1の
サンプルホールド手段が上記出力信号と上記出力信号の
データレベルに同期するパルスとが同じ極性であるとき
に上記出力信号のデータレベルをホールドすることによ
り、例えば輝度レベルが高い場合に、サンプルパルスが
オンレベルでないにも拘らず誤作動してサンプルホール
ドしてしまうことを防止して、ランダム雑音を低減する
と共に、適正な映像信号を出力することができる。
【0037】本発明に係る相関二重サンプリング回路で
は、上記極性変換手段は、固体撮像素子からの出力信号
の極性を反転させることにより、例えば輝度レベルが高
い場合に、サンプルパルスがオンレベルでないにも拘ら
ず誤作動してサンプルホールドしてしまうことを防止し
て、ランダム雑音を低減すると共に、適正な映像信号を
出力することができる。また、上記相関二重サンプリン
グ回路では、上記出力信号の極性を変えるため、部品の
点数を増やすことなく、コストをかけずに簡易な回路で
構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用したカメラ装置の概略的な構成を
示すブロック図である。
【図2】本発明に係る相関二重サンプリング回路の構成
を示すブロック図である。
【図3】上記相関二重サンプリング回路に供給されるS
HDパルスとCCD信号との関係を示す図である。
【図4】上記相関二重サンプリング回路に供給されるS
HPパルスとCCD信号との関係を示す図である。
【図5】従来の相関二重サンプリング回路におけるCC
D信号とサンプルパルスとの関係を示す図である。
【図6】上記相関二重サンプリング回路の構成を示すブ
ロック図である。
【図7】上記相関二重サンプリング回路に供給されるS
HDパルスとCCD信号との関係を示す図である。
【符号の説明】
10 パルス生成回路、11 反転アンプ、14,1
6,18 S/H回路、19 差動アンプ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 固体撮像素子からの出力信号のデータレ
    ベルに同期するパルス及び上記出力信号のプリチャージ
    レベルに同期するパルスを生成するパルス生成手段と、
    電界効果型トランジスタで構成され、上記出力信号のデ
    ータレベルに同期するパルスが供給されると上記出力信
    号のデータレベルをホールドしてデータレベル信号を出
    力する第1のサンプルホールド手段と、電界効果型トラ
    ンジスタで構成され、上記出力信号のプリチャージレベ
    ルに同期するパルスが供給されると上記出力信号のプリ
    チャージレベルをホールドしてプリチャージレベル信号
    を出力する第2のサンプルホールド手段と、上記データ
    レベル信号と上記プリチャージレベル信号との差分を検
    出する差分検出手段とを有する相関二重サンプリング回
    路において、 上記出力信号と上記出力信号のデータレベルに同期する
    パルスとを同じ極性に変換する極性変換手段を備え、 上記第1のサンプルホールド手段は、上記出力信号と上
    記出力信号のデータレベルに同期するパルスとが同じ極
    性であるときに、上記出力信号のデータレベルをホール
    ドすることを特徴とする相関二重サンプリング回路。
  2. 【請求項2】 上記極性変換手段は、固体撮像素子から
    の出力信号の極性を反転させることを特徴とする請求項
    1記載の相関二重サンプリング回路。
JP8115408A 1996-04-13 1996-04-13 相関二重サンプリング回路 Withdrawn JPH09284657A (ja)

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JP8115408A JPH09284657A (ja) 1996-04-13 1996-04-13 相関二重サンプリング回路

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JPH09284657A true JPH09284657A (ja) 1997-10-31

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010057194A (ja) * 2009-12-07 2010-03-11 Canon Inc 光電変換装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010057194A (ja) * 2009-12-07 2010-03-11 Canon Inc 光電変換装置

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Effective date: 20030701