JPS617779A - 固体撮像素子の出力信号処理回路 - Google Patents

固体撮像素子の出力信号処理回路

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JPS617779A
JPS617779A JP59128746A JP12874684A JPS617779A JP S617779 A JPS617779 A JP S617779A JP 59128746 A JP59128746 A JP 59128746A JP 12874684 A JP12874684 A JP 12874684A JP S617779 A JPS617779 A JP S617779A
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JP
Japan
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signal
pulse
output signal
image sensor
solid
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Application number
JP59128746A
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English (en)
Inventor
Mineo Iwazawa
岩沢 岑男
Yoshihiko Tokito
時任 良彦
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は固体撮像素子、例えばCCDイメージセンサ
の出力信号処理回路に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
周知のようIc、CCDイメージセンサの出力信号に社
、入力光像を光電変換した画像信号以外に、直流バイア
ス電圧とリセット・ヤルスの漏れ゛込み信号が混入して
いる。CCDイメージセンサは入力光がゼロである場合
、出力電圧もゼロであることが理想であるが゛、現実は
6〜8vの直流バイアス電圧が存在する。
リセッ) a4ルスの漏れ込み信号は、CCD出力部の
リセット電極がCCD内にて画像信号路と静電結合して
いるため、このリセット電極に供給されるリセット・母
ルスの一部が画像信号中に漏れ込むために生ずるもので
ある。
CCDイメージセンサの出力信号処理回路は、これら不
要信号を除去して画像信号のみを抽出し、所望値まで増
幅することが主機能である。
この処理回路において、直流バイアス電圧の除去には、
通常CCDの出力信号より直流電圧を減算する処理が行
われている。即ち、入力光がゼロの場合、信号電圧(こ
の場合は直流バイアス電圧)がゼロとなるよう、外部の
別電源より生成した直流電圧をCOD出力信号より減算
する処理が行われる。
また、リセッ) ノ4ルスの漏れ込み信号の除去には、
サンプリング処理が行われ七いる。即ち、この漏れ込み
信号が発生するタイミングはリセット・クルスが印加さ
れる期間に限定されるため、これ以外の期間でしかも画
像信号が存在する期間のみをサンプリングする処理が行
われる。
ところで、前記直流バイアス電圧と同量の直流電圧を発
生する直流電圧発生回路には次の点が要求される。
■発生電圧の誤差が少ないこと。
CCDの直流バイアス電圧は6〜8V、画像信号の最大
振幅は1vであり、例えば画像信号の最大振幅の1/1
00を最大誤差とすれば、この誤差は10m’V以下、
号(ロ)であれば、この誤差は1mV以下でなくてはな
らない。
■発生電圧値は可変であること。
CCDイメージセンサは個々により、直流バイアス電圧
値が異なるため、使用するCCDイメージセンサに対応
して直流バイアス電圧の調整が可能であシ、入力光がゼ
ロの場合、画像信号電圧をゼロに成し得なければならな
い。
■8/N比(信号対雑音比)が良いこと。
調整を行う直流電圧に雑音が含まれていると、画像信号
に雑音が混入する。
上記のように、直流電圧発生回路に対する要求は厳しい
ものであシ、これらを総べて満足するには複雑で高価な
回路となる問題を有している。
マタ、リセッ) ノfルスの漏れ込み信号を上記手段で
除去する場合、後段の’/n変換において分解能が低下
し、S/N比劣化するという問題を有している。
〔発明の目的〕
この発明は、上記事情に基づいてなされたものであシ、
その目的とするところは簡単な回路によって直流バイア
ス電圧およびリセットノ4?ルスの漏れ込み信号を除去
することが可能な固体撮像素子の出力信号処理回路を提
供しようとするものである。
〔発明の概要〕
この発明は、CCDイメージセンサを駆動するリセット
・やルスのi4ルスタイミングを通常に比べて進相させ
、イメージ−てンサの出力信号に基準レベルとしての平
坦部を設け、この平坦部と画像信号部分の2箇所をサン
プルホールドして画像信号に正比例した振幅のPAM信
号を生成し、とのPAM信号をクランプして画像信号の
みを再生するものである。
〔発明の実施例〕
以下、この発明の一実施例について図面を参照して説明
する。
第1図において、パルス生成回路11はCODリニアイ
メージ七ンサ12の動作に必要なシフトハルスφsho
クロックパルスφ1.φ2.リセットパルスφR111
およびこの信号処理に必要なノ9ルスをTTLレベルに
て出力するものである。前記各パルスφshoφl、φ
2.φBBはそれぞれクロックトライバ(C−D ) 
13 p 14 * 15+ 16によって所定振幅に
増幅され、CCD(リニア)イメージセンサ12に供給
される。
クロックパルスφ1、リセットパルスφR+の波形はそ
れぞれ第2図(、)(b)に示す通シである。ここで、
リセットパルスφRgの/1イレペル期間はクロックパ
ルスφ1の騒周期を4等分した前から3番目のタイミン
グ即ち、後縁から1つ目のタイミングに位置され、通常
のタイミングより進相されている。このよりなノ臂ルス
信号を供給することにより、前記CCDイメージセンサ
12の出力端O8からは第2図(C)に示すような波形
の信号が出力され泡。この信号において特筆すべきはり
セラトノ4ルスφRjを進相させたことにより、Pで示
す平坦部が存在することである。この平坦部PはCCD
イメージセンサ12の出力信号において一画素期間に必
ず一箇所存在し、この平坦部Pの振幅レベルは一定であ
シ、入力光量や出力信号量の変化には無関係となる。
上記CCDイメージセンサ12の出力端O8より出力さ
れる信号は、コンデンサC9抵抗Rより構成される直流
阻止回路17に供給され、この回路12において、6〜
8vの直流バイアス電圧と入力光による画像信号の直流
分が除去される・但し、このコンデンサCと抵抗Rによ
る時定数はCCDイメージセンサ12より出力される信
号のデータレートより十分大きくなされている。この直
流阻止回路17より出力される交流信号′は第1の増幅
器I8に供給され、振幅が約5倍に増幅される。この増
幅器18の出力信号は第2図(e)K示す信号と相似し
ておシ、この信号はサンプルホールド回路19の一方入
力端に供給される。このサンプルホールド回路19の他
方入力端にはサンプリングツfルスSPが供給される。
このサンプリング・ぐルスSPは前記リセットパルスφ
R,より生成される。即ち、リセットハルスφusld
単安定マルチバイブレータ(M−M)20.21にそれ
ぞれ供給される。このマルチバイブレータ20では第2
図(d)に示す如くパルス幅が拡張された信号が生成さ
れ、この信号は単安定マルチバイブレータ22に供給さ
れる。
このマルチバイブレータ22では第2図(e)に示ft
4ルス信号が生成される。このノ4ルスのハイレベル期
間は、単安定マルチパイ、ブレーク20゜22を調整す
ることにより、前記CODイメージ七ンサ12の出力信
号における平坦部Pの期間内に存在するようになされる
。また、前記単安定マルチバイブレータ21では第2図
α)に示すパルス信号が生成され、この信号は単安定マ
ルチバイブレータ23に供給される。このマルチバイブ
レータ23では第2図−)に示す・やルス信号が生成さ
れる。このノ4ルス信号のハイレベル期間は単安定マル
チバイブレータ21.22を調整することにより、前記
CCDイメージ七ンサ12の出力信号における画像信号
期間(第2図(c)に斜線で示す)のほぼ中央となるよ
うにtされる。単安定マルチバイブレータ22.23の
出力信号はそれぞれOR回路24に供給され、このOR
回路24からは第2図6)で示すサンプルホールドSP
が出力される。
上記サンプルホールド回路19ではサンプリングツ+ル
スSPのハイレベ、ル期間においてCCDイメージセン
サ12の出力信号における平坦部Pと画像信号期間の第
2図(c)に示す矢印部分の振幅をホールドしておυ、
このサンプルホールド回路19の出力信号は第2図(i
)に示すような波形となる。即ち、このサンプルホール
ド回路19の出力信号はCCDイメージセンサ12の出
力信号における画像信号振幅に正比例したPAM(・臂
ルス振幅変調)信号となっている。このサンプルホール
ド回路19の出力信号は第2の増幅器25に供給され、
約4倍に反転増幅される。
この増幅器25からは第2図(j)に示すような信号が
出力され、この信号はクランプ回路26の一方入力端に
供給される。このクランプ回路26の他方入力端にはク
ランプパルスcpが供給サレる。このクラノン0パルス
CPはリセットパルスφR8をトリガーパルスとして2
つの単安定マルチパイブレーク27.28によって生成
される。このクランプパルスCPは第2図(k)に示す
如く、ハイレベル期間が増幅器25の出力信号における
低レベル期間に位置するよう調整されておシ、このパル
スCPのタイミングでクランプされることにより、直流
阻止回路17や第2の増幅器25で失われた画像信号中
に含まれる直流分が再生される。このクランプ回路26
の出力信号はへt変換器29の一方入力端に供給される
。この”/D変換器29の他方入力端にはデータストロ
ーブ/4’ルスSTが供給されている。仁のデータスト
ローブ/々ルスSTは前記リセ、ト/#ルスφRIIヲ
トリが一パルスとして単安定マルチバイブレータ30に
よって生成されるものであシ、このストローブパルスS
Tは第2図(15に示す如く、画像信号の中央部分を抜
取るようなタイミングで生成されている。このストロー
ブパルスa−Tによって抜取られた信号は量子化され出
力される。
上記実施例によれば、CCDイメージセンサ12を駆動
するリセットパルスφR1のノヤルスタイミングを進相
させ、イメージセンサ12の出力信号中に基準レベルと
しての平坦部Pを設け、1画素期間にこの平坦部Pと画
像信号部分との2箇所をサンプルホールドして画像信号
に正比例した振幅のPAM信号を生成し、このPAM信
号をクランプして画像信号のみを再生している。
したがって、従来のような直流電圧発生回路を用いるこ
となく直流バイアス電圧を除去することができるため、
回路を簡単化することが可能である。
また、リセットノ々ルスを進相させ、且つとのU−にッ
トパルスから離れた部分をサンプルホールドしているた
め、リセット・母ルスの漏れ込み信号を確実に除去する
ことが可能である。
さらに、CODイメージセンサ12の出力信号より直流
分を除去した後信号処理を行っているため、増幅器18
.25は交流増幅器を使用でき、増幅器のダイナミック
レンジを有効に利用することができる。
また、1画素を1回りランゾ処理するため、雑音除去効
果が有り 、”/N比を向上させることが可能である。
尚、上記実施例ではクランプ回路26を用たが、これに
代えて包絡線検波回路や同期検波口また、固体撮像素子
としてはCCDリニアイメージセンサの他、CCDエリ
アイメージセンサあるいはBBD等を用いることも可能
である。
その他、この発明の要旨を変え々い範囲で種々変形実施
可能なことは勿論である。
〔発明の効果〕
以上、詳述したようにこの発明によれば、比較的簡単な
回路によって直流バイアス電圧およびリセッ) ノ4ル
スの漏れ込み信号を除去することが可能な固体撮像素子
の出力信号処理回路を提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明に係わる固体撮像素子の出力信号処理
回路の一実施例を示す構成図、第2図は第1図の動作を
説明するために示す波形図である。 11・・・l?ルス生成回路、12・・・CODイメー
ジセンサ、17・・・直流阻止回路、19・・・サンプ
ルホールド回路、26・・・クランプ回路、29・・・
〜Φ変換器・。 −ム8

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. クロックパルスに応じてアナログ信号を転送する固体撮
    像素子と、この固体撮像素子のリセットパルスを前記ク
    ロックパルスの後縁より進相して生成する手段と、前記
    固体撮像素子より出力される信号の1画素期間内におけ
    る振幅一定期間および入力光の光電変換信号期間を抽出
    しPAM(パルス振幅変調)信号を生成する手段と、こ
    のPAM信号の直流分を固定し光電変換信号を再生する
    手段とを具備したことを特徴とする固体撮像素子の出力
    信号処理回路。
JP59128746A 1984-06-22 1984-06-22 固体撮像素子の出力信号処理回路 Pending JPS617779A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63288581A (ja) * 1988-03-29 1988-11-25 Minolta Camera Co Ltd イメージセンシングシステム
JPS63305678A (ja) * 1987-06-08 1988-12-13 Fuji Photo Film Co Ltd 固体撮像素子の出力信号処理回路
JPH07336609A (ja) * 1994-06-03 1995-12-22 Nec Corp ディジタル変換装置
WO2004039070A1 (en) * 2002-10-23 2004-05-06 Melexis Nv Sensor array with amplitude modulated output signal
US8731908B2 (en) 1999-04-19 2014-05-20 At&T Intellectual Property Ii, L.P. Method and apparatus for performing packet loss or frame erasure concealment

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