JPS61236277A - Image pickup device - Google Patents

Image pickup device

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JPS61236277A
JPS61236277A JP60076652A JP7665285A JPS61236277A JP S61236277 A JPS61236277 A JP S61236277A JP 60076652 A JP60076652 A JP 60076652A JP 7665285 A JP7665285 A JP 7665285A JP S61236277 A JPS61236277 A JP S61236277A
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JP
Japan
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signal
circuit
level
black level
image pickup
Prior art date
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Pending
Application number
JP60076652A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Seiji Hashimoto
誠二 橋本
Tsutomu Takayama
高山 努
Toshio Kaji
鍛治 敏雄
Masao Suzuki
雅夫 鈴木
Kenichi Kondo
健一 近藤
Akihiko Tojo
明彦 東條
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
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Publication of JPS61236277A publication Critical patent/JPS61236277A/en
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Abstract

PURPOSE:To obtain an accurate black level by providing a clamping means which suppresses noises of a signal corresponding to the black level of each horizontal line and holding it, and fixes this level at the black level of a video signal. CONSTITUTION:Signal charges generated at an image pickup part PD according to the quantity of light with which a solid-state image pickup element 1 is irradiated are transferred by a synchronizing signal generating circuit 6 to a storage part SD in parallel and then transferred to a readout register RR to obtain a signal S1. Part of this signal S1 which is obtained in a blank read period and contains high frequency noises is noise-suppressed by a noise suppressing circuit 2 to obtain a signal S2. This signal S2 is sampled and held by an S/H 3 to obtain a signal S3 having a clock leak component removed. When a clamp pulse CP1 is inputted to a clamping circuit 4, the signal S3 in the entire horizontal blanking period is clamped to a new reference potential. Thus, a horizontal blanking signal level is fixed to the black level and a signal S4 obtained by reproducing a DC component is processed by a signal processing circuit 5 to obtain an NTSC signal.

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 この発明は正確な映像信号の黒レベルを得るようにした
撮像装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field] The present invention relates to an imaging device that obtains an accurate black level of a video signal.

〔従来技術〕[Prior art]

一般に撮像管を利用したビデオ・カメラにおいては、フ
ィードバック形クランプ方法、即ちビームブランキング
期間のレベルを黒レベルとして基準レベルにクランプす
るクランプ回路と、このクランプされた信号を増幅した
後γ補正するプロセス回路とから成る系を考え、この系
の出力を安定させる為にプロセス回路出力を所定の基準
レベルと比較し、この差出力がゼロになるように、前記
クランプレベルにフィードバックをかける方法が考えら
れている。この方法は撮像管を用いたカメラでは可能で
ある。
In general, video cameras that use an image pickup tube use a feedback clamp method, that is, a clamp circuit that clamps the level during the beam blanking period to a reference level as a black level, and a process that performs γ correction after amplifying this clamped signal. Considering a system consisting of a circuit, in order to stabilize the output of this system, the process circuit output is compared with a predetermined reference level, and a method can be considered to apply feedback to the clamp level so that the difference output becomes zero. ing. This method is possible with a camera using an image pickup tube.

しかし、この方法を特に固体撮像デバイスに用いた場合
安定なりランプを行なわせる為に充分な幅のクランプ期
間を確保しようとすると、水平ブランキング期間内のノ
イズが入り込みやすい。
However, when this method is used particularly in a solid-state imaging device, noise tends to enter the horizontal blanking period when attempting to secure a clamp period with a sufficient width for stable ramping.

即ち、撮像管ではブランキング期間中にノイズが混入す
ることはほとんどないが、固体撮像デバイスでは一般に
ブランキング期間は雑音が大きく、この期間中に通常の
クランプを行なうとクランプレベルが変動してしまう、
また、信号読出し停止中は基準電位ヘリセットさせてお
くのが普通であるがリセット用トランジスタの飽和抵抗
の違いや、温度特性によりリセット電位が変動するので
、そのままブランキング期間をクランプ時の被クランプ
信号の一部又は全部にすることはできない、という問題
があった。
In other words, in image pickup tubes, there is almost no noise mixed in during the blanking period, but in solid-state imaging devices, noise is generally large during the blanking period, and if normal clamping is performed during this period, the clamp level will fluctuate. ,
Also, while signal readout is stopped, it is normal to set the reference potential to a preset value, but since the reset potential fluctuates due to differences in the saturation resistance of the reset transistor and temperature characteristics, the blanking period remains unchanged during clamping. There was a problem in that it was not possible to use part or all of the signal.

〔目的〕〔the purpose〕

この発明は、このような従来の問題点に着目してなされ
たもので、正確な黒レベルを得ることができる。固体撮
像素子を利用した撮像装置を提供することを目的として
いる。
The present invention was made by focusing on such conventional problems, and it is possible to obtain an accurate black level. The purpose of the present invention is to provide an imaging device using a solid-state imaging device.

〔実施例〕〔Example〕

この発明の第1の実施例を第1図ないし第5図を用いて
説明する。
A first embodiment of this invention will be explained using FIGS. 1 to 5.

第1図において、1はフレーム転送方式のCCD (c
harge−coupled device )  (
固体撮像素子)で、第2図に示すように、撮像部PD、
蓄積部SD、読み出しレジスタRR、オンチップされた
プリアンプADおよび前記撮像部FDに設けられた遮光
@OSより構成されている。2は、第3図(a)に示す
空読み出し期間OBIにCCD lから得られる信号S
l(第3図(a)参照)を、信号PN(第3図(b)参
照)に同期してノイズ抑圧するノイズ抑圧回路(ノイズ
抑圧手段)で、第4図に示すように、抵抗2a、2b、
コンデンサ2C、トランジスタ2dおよびスイッチ等の
スイッチング素子2eより構成されている。3はこのノ
イズ抑圧回路2からの信号S2(第3図(a)参照)を
信号PSH(第3図(c)参照)に同期1゜てサンプル
ホールドする保持手段としてのサンプルホールド回路(
S/H)である、なお、ノイズ抑圧回路2及びS/H3
を第5図に示すように。
In FIG. 1, 1 is a frame transfer type CCD (c
harge-coupled device ) (
As shown in FIG. 2, the imaging unit PD,
It is composed of a storage section SD, a readout register RR, an on-chip preamplifier AD, and a light shield @OS provided in the image pickup section FD. 2 is the signal S obtained from the CCD l during the blank read period OBI shown in FIG. 3(a).
1 (see FIG. 3(a)) in synchronization with the signal PN (see FIG. 3(b)). As shown in FIG. 4, the resistor 2a , 2b,
It is composed of a capacitor 2C, a transistor 2d, and a switching element 2e such as a switch. Reference numeral 3 denotes a sample and hold circuit (see FIG. 3(a)) from the noise suppression circuit 2 as a holding means for sampling and holding the signal S2 (see FIG. 3(a)) in synchronization with the signal PSH (see FIG. 3(c)).
Note that the noise suppression circuit 2 and S/H3 are
As shown in Figure 5.

スイッチ2f、2g、コンデンサ2h、2i 、FET
2 jおよび抵抗2に等より複合して構成してもよい、
4はこのS/H3からの信号S3をクランプするクラン
プ回路(クランプ手段)で、第6図のように誤差増幅器
4a、クランパ4b、直流増幅器4Cおよびサンプルホ
ールド回路4d、コンデンサC3,C4等により構成さ
れている。5はこのクランプ回路4の出力信号を信号処
理してNTSC信号を形成する信号処理回路、6は前記
CCD l、ノイズ抑圧回路2、S/H3およびクラン
プ回路4を駆動するためのパルスを発生する同期信号発
生回路である。
Switches 2f, 2g, capacitors 2h, 2i, FET
2j and resistor 2, etc. may be configured in combination,
Reference numeral 4 denotes a clamp circuit (clamping means) for clamping the signal S3 from this S/H3, and as shown in FIG. 6, it is composed of an error amplifier 4a, a clamper 4b, a DC amplifier 4C, a sample and hold circuit 4d, capacitors C3 and C4, etc. has been done. 5 is a signal processing circuit that processes the output signal of this clamp circuit 4 to form an NTSC signal; 6 is a signal processing circuit that generates pulses for driving the CCD 1, noise suppression circuit 2, S/H 3, and clamp circuit 4; This is a synchronization signal generation circuit.

次に作用を説明する。Next, the action will be explained.

CCD lに照射された光量に応じて撮像部PDに発生
した、例えばlフィールド期間の信号電荷は、同期信号
発生回路6により、垂直ブランキング期間に蓄積部SD
へ並列転送され、転送された蓄積部SDの信号電荷は、
水平の1行ずつ読み出しレジスタRRに転送される。そ
して、読み出しレジスタRRから、まず、遮光部O8の
信号が、ついで、撮像部FDの1ライン分の画像信号電
荷が、さらに、読み出しレジスタRRを駆動して得られ
る空読み出し信号が読み出され、第3図(a)に実線で
示すようなP A M (pulse ampl 1t
ude modulation)信号S1が得られる。
For example, signal charges generated in the imaging unit PD during the l field period according to the amount of light irradiated to the CCD l are stored in the storage unit SD during the vertical blanking period by the synchronization signal generation circuit 6.
The signal charges of the storage unit SD are transferred in parallel to
Each horizontal row is transferred to the read register RR. Then, from the readout register RR, first, the signal of the light shielding part O8 is read out, then the image signal charge for one line of the image pickup part FD is read out, and furthermore, the blank readout signal obtained by driving the readout register RR is read out. P A M (pulse ampl 1t) as shown by the solid line in Fig. 3(a)
ude modulation) signal S1 is obtained.

第3図(a)に示す信号Slにおいて、OBIの部分は
空読出し期間、OH2の部分は遮光部O5から読み出す
期間に対応する。
In the signal Sl shown in FIG. 3(a), the OBI portion corresponds to the idle reading period, and the OH2 portion corresponds to the reading period from the light shielding portion O5.

上記信号Slのうち、空読出し期間(第3図(a)に示
すOBIの部分)に得られる高周波ノイズを含む信号は
、以下に説明するようにノイズ抑圧回路2により、ノイ
ズ抑圧される。すなわち、ノイズ抑圧回路2のスイッチ
ング素子2eに、第3図(b)に示すパルス信号PNが
入力され、スイッチング素子2eがONされると、端子
Aより入力された、空読み出し期間に得られる信号は、
抵抗2aおよびコンデンサ2Cによって決定される時定
数で平均化され、第3図(&)に示すような波形を有す
る信号S2に変換される。
Of the signals Sl, signals containing high frequency noise obtained during the idle reading period (the OBI portion shown in FIG. 3(a)) are suppressed by the noise suppression circuit 2 as described below. That is, when the pulse signal PN shown in FIG. 3(b) is input to the switching element 2e of the noise suppression circuit 2 and the switching element 2e is turned on, the signal input from the terminal A and obtained during the idle read period is teeth,
The signal is averaged with a time constant determined by the resistor 2a and the capacitor 2C, and is converted into a signal S2 having a waveform as shown in FIG. 3 (&).

そして、この信号S2を、S/H3により、第3図(C
)に示すパルス信号PSHに同期してサンプルホールド
しくpsuaでサンプル、PSHbでホールド動作を行
う、)、信号S3、すなわち第3図(d)に示すような
、クロックリーク成分が除去された。しかも、水平帰線
期間のほとんどの部分のレベルが信号S2における直流
レベルに等しい信号となる。さて、この信号S3におけ
るOH2の黒レベルは、パルスCPoBに同期してサン
プルホールド回路4dでサンプリングされるとともにホ
ールドされ、このホールドされた電圧は誤差増幅器4a
で、クランプ基準電圧Eと比較増幅され、新たなりラン
プ基準電位とされる。
Then, this signal S2 is processed by S/H3 as shown in Fig. 3 (C
), psua performs a sample and PSHb performs a hold operation in synchronization with the pulse signal PSH shown in ), signal S3, that is, the clock leak component as shown in FIG. 3(d) has been removed. Moreover, the level of most parts of the horizontal retrace period becomes a signal equal to the DC level of the signal S2. Now, the black level of OH2 in this signal S3 is sampled and held in the sample and hold circuit 4d in synchronization with the pulse CPoB, and this held voltage is applied to the error amplifier 4a.
Then, it is compared and amplified with the clamp reference voltage E, and is set as a new lamp reference potential.

この基準電位はコンデンサC3に保持される。そこで、
第3図(f)のクランプパルスCPIがクランパ4bに
入力されると、水平ブランキング期間のほとんどの期間
の信号S3がこの新たな基準電位にクランプされること
になる。このようにクランプ回路4で水平ブランキング
信号レベルが黒レベルに固定されるとともに直流分が再
生された映像信号S4は、信号処理回路5で信号処理さ
れ、NTSC信号となる。
This reference potential is held in capacitor C3. Therefore,
When the clamp pulse CPI shown in FIG. 3(f) is input to the clamper 4b, the signal S3 during most of the horizontal blanking period is clamped to this new reference potential. The video signal S4, whose horizontal blanking signal level is fixed to the black level by the clamp circuit 4 and whose DC component is reproduced, is processed by the signal processing circuit 5 and becomes an NTSC signal.

第7図は、この発明の第2の実施例を示すブロック図で
ある。
FIG. 7 is a block diagram showing a second embodiment of the invention.

この第2の実施例では、固体撮像素子1から読み出され
た、空読出し期間に得られる高周波ノイズを含む信号を
、まず、S/H7によりサンプルホールドすることによ
りクロックリーク成分を除去し、ついでこのサンプルホ
ールドに伴なう高周波ノイズをノイズ抑圧回路2でノイ
ズ抑圧する。
In this second embodiment, a signal containing high frequency noise read out from the solid-state image sensor 1 and obtained during an empty readout period is first sampled and held by the S/H 7 to remove clock leak components, and then a clock leak component is removed. A noise suppression circuit 2 suppresses high frequency noise accompanying this sample and hold.

そして、S/83およびクランプ回路4により。And by S/83 and clamp circuit 4.

信号処理回路5に入力される映像信号の黒レベルを固定
するようにしている。このようにすれば、期間OBIの
信号S2のレベルを期間OB2に得られる信号の直流分
レベルとほぼ等しくすることがでるため、クランプ回路
4のダイナミックレンジを狭くすることができるという
効果がある。
The black level of the video signal input to the signal processing circuit 5 is fixed. In this way, the level of the signal S2 during the period OBI can be made almost equal to the level of the DC component of the signal obtained during the period OB2, which has the effect of narrowing the dynamic range of the clamp circuit 4.

なお、固体撮像素子lの遮光部O8の画素数を増加し、
水平ブランキング期間のフロントポーチで空読出しを行
うことなくこの遮光部O5に対応する信号OB2のみか
ら、被クランプ信号を得るようにしてもよい、この場合
にはまずこの082の黒レベル用信号に含まれる高周波
ノイズをノイズ抑圧回路2によりノイズ抑圧し、ついで
、ノイズ抑圧回路2から得られる信号をクランプ回路5
により新たなりランプ基準電位にクランプするようにす
る。このようにしても前記第1の実施例と同様の効果を
奏することができる。
In addition, the number of pixels of the light shielding part O8 of the solid-state image sensor l is increased,
The clamped signal may be obtained only from the signal OB2 corresponding to the light shielding part O5 without performing blank reading on the front porch during the horizontal blanking period. In this case, the signal for the black level of 082 is first obtained. The included high frequency noise is suppressed by the noise suppression circuit 2, and then the signal obtained from the noise suppression circuit 2 is passed to the clamp circuit 5.
This causes the lamp to be clamped to the new lamp reference potential. Even in this case, the same effects as in the first embodiment can be achieved.

また、前記遮光部O3を撮像部FDの右端部に設け、期
間OBIにこの遮光部O3から信号を得るようにしても
良いことは勿論である。
Furthermore, it goes without saying that the light shielding section O3 may be provided at the right end of the imaging section FD, and a signal may be obtained from the light shielding section O3 during the period OBI.

〔効果〕〔effect〕

この発明は以上説明したように、安定なりランプ動作が
できるため、正確な黒レベルを得ることができるという
効果がある。
As described above, the present invention has the advantage that stable lamp operation can be performed, so that accurate black level can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の第1の実施例を示すブロック図、第
2図はこの実施例に用いられるCODの説明図、第3図
は第1図に示す各部の波形図、第4図、5図はそれぞれ
ノイズ抑圧回路2の具体例を示す図、第6図はクランプ
回路4の構成の一例を示すブロック図、第7図はこの発
明の第2の実施例を示すブロック図である。 2・・・・・・ノイズ抑圧回路(ノイズ抑圧手段)3・
・・・・・サンプルホールド回路(保持手段)4・・・
・・・クランプ回路(クランプ手段)第7図 第2図
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram of the COD used in this embodiment, FIG. 3 is a waveform diagram of each part shown in FIG. 1, and FIG. 5 is a diagram showing a specific example of the noise suppression circuit 2, FIG. 6 is a block diagram showing an example of the configuration of the clamp circuit 4, and FIG. 7 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention. 2... Noise suppression circuit (noise suppression means) 3.
...Sample hold circuit (holding means) 4...
...Clamp circuit (clamping means) Fig. 7 Fig. 2

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 固体撮像素子からの各水平ライン信号の黒レベルに対応
する信号をノイズ抑圧するノイズ抑圧手段と、このノイ
ズ抑圧された信号を保持する保持手段と、この保持され
た信号のレベルを映像信号の黒レベルに固定するクラン
プ手段とを備えてなる撮像装置。
Noise suppressing means for suppressing noise in a signal corresponding to the black level of each horizontal line signal from the solid-state image sensor; holding means for holding this noise-suppressed signal; An imaging device comprising: clamping means for fixing to a level.
JP60076652A 1985-04-12 1985-04-12 Image pickup device Pending JPS61236277A (en)

Priority Applications (1)

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JP60076652A JPS61236277A (en) 1985-04-12 1985-04-12 Image pickup device

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