JPS63215274A - 固体撮像装置のクランプ回路 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野〕 本発明は固体撮像装置のクランプ回路に係り、特にオプ
ティカルブラック部分を続出している時に得た信号のレ
ベルを、映像信号における黒の基準レベルとしてクラン
プするようにしたものに用いて好適なものである。

〔発明の概要〕

盪像面に設けたオプティカルブラック部分の電圧異常を
検出する手段を設けると共に、垂直方向の転送クロック
を垂直ブランキング区間に少くとも一水平ライン期間だ
け中止させる手段を設けて、オプティカルブラック部分
に異常に高い電圧が発生した時には、上記転送クロック
の中止によってクリアされた映像信号部分をクランプす
ることにより、過大光量入射時等のミスクランプを無く
した固体撮像装置のクランプ回路である。

〔従来、の技術〕

例えばＣＯＤのような固体Ｉ最像装置においては、基準
の黒レベルを設けて、出力する映像信号が常に基準の黒
レベルに対応した明るさになるようにしである。上記基
準の黒レベルを得るために、撮像面の有効走査領域の外
側に、オプティカルプラ・ツク部分と呼ばれる光が入ら
ない部分を設けである。そしてこのオプティカルブラッ
ク部分を走査している時に得られる映像信号のレベルを
、映像信号における黒基準を示す基準レベルとしてクラ
ンプすることが、例えば特開昭４９−１５１１１号公報
等に開示されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このようにして基準の黒レベルをクランプしている時に
、撮像面に過大光量が入射するとミスクランプが生ずる
。即ちオプティカルブラック部分に比較的近い位置に強
い光を発する被写体（例えば太陽、電灯等）が存在する
ような場合には、被写体からの光が周辺に漏れる。この
漏れた光の一部がオプティカルブラック部分の下にも入
り込み、それが光電変換されてしまう。このような現象
が起こると、オプティカルブラック部分を走査する時の
映像信号のレベルが基準の黒に対応するレベルとずれて
、ミスクランプする。

本発明は上述の問題点にかんがみ、Ｉ最像面に過大光量
が入射した時にミスクランプを起こさないようにするこ
とを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の固体撮像装置のクランプ回路は、固体撮像素子
１に設けたオプティカルブラック部分１１を読出してい
る時の信号レベルを映像信号の黒の基準電圧レベルとし
てクランプするクランプ回路４と、上記オプティカルブ
ラック部分１１の電圧増加を検出する検出手段５と、上
記固体撮像素子１の垂直方向転送クロックを、垂直ブラ
ンキング区間において少くとも一水平ライン期間だけ中
止する手段（カウンタ２８）と、上記検出手段５がオプ
ティカルブラック部分１１の異常電圧を検出した時に、
上記転送クロックの中止に関連したタイミングのクラン
プパルスを上記オプティカルブラック部分１１のクラン
プパルスの代りに上記クランプ回路４に供給する切換手
段６とを具備している。

〔作用〕

垂直方向の転送中止により、水平方向の転送レジスタの
内容がクリヤされる。そこで過大光量時には、余分な電
荷が残っていない転送レジスタの出力のビデオ信号部分
をクランプする。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例を示す固体撮像装置のクラン
プ回路の構成図を示す。固体撮像素子としてＣＣＤ　１
を使用している。このＣＣＤ　１の撮像面１０の右側及
び上側の端部には、第２図に示すようにオプティカルブ
ラック部分１１が形成されている。このオプティカルブ
ランク部分１１は、入射される光を遮断して撮像面１０
に光入射による電荷が誘起されない部分を設けるために
形成されたものである。

ＣＣＤ　１は第１図に示すように、タイミングジエネー
レータ及びドライブ回路より成る駆動部２で動作制御さ
れながら水平転送及び垂直転送を行って、撮像面１０に
入射した光に対応するビデオ信号を導出する。導出され
たビデオ信号はプリアンプ３で増幅されてからクランプ
回路４に導入される。

クランプ回路４には、通常は第３図Ｂに示すクランプパ
ルスＰ、が切換スイッチ６を通じて供給され、第３図Ａ
に示すビデオ出力のオプティカルブラック部分１１（太
線で示す）が基準黒レベルとして水平走査周期でクラン
プされる。

クランプ回路４の出力はビデオ出力として導出されると
共に、過大光量検出回路５にも供給される。この過大光
量検出回路５には、第３図Ｃに示すサンプルパルスＰ３
が供給されていて、クランプパルスＰ１の直前のオプテ
ィカルブラック部分１１で、ビデオ出力の電圧レベルと
Ｍｍ電圧Ｅのレベルとが比較される。比較により、オプ
ティカルブラック部分１１の出力電圧が基準電圧Ｅを越
えた場合には、検出出力により切換スイッチ６を切換え
て、第３図ＥのクランプパルスＰ２をクランプ回路４に
供給する。

例えば第２図において輝点１２で示すように、オプティ
カルブラック部分１１に近い所に過大光量が入射すると
、垂直方向に線状のスミア１３が発生すると共に、その
強い光がオプティカルブラック部分１１の下に漏れて、
第３図Ａの点線で示すように漏れ光に対応した誤電圧７
が発生する。

この部分をクランプ回路４でクランプすると、基準とな
る正しい黒レベルをクランプすることができない。

このような過大光量時に供給する上記クランプパルスＰ
２は、ｌフレームに１回の割で供給され、その供給タイ
ミングは第３図りの垂直ブランキング区間内のＭで示す
無信号期間と対応している。

ＣＣＤ　１は例えばインターライン形であって、第４図
に示すように垂直転送レジスタ１８　（Ｖレジスタ）及
び水平転送レジスタ１９　（Ｈレジスタ）を備えている
。光センサ部１７で検出された電荷は第６図のＡで示す
リードアウトゲートパルスＰ４のタイミングでゲート（
図示せず）を導通させることにより、垂直転送レジスタ
１８の１．３番の転送エリアに垂直ブランキング区間に
読込まれる。

そして第４図Ｂに示す４相の垂直転送クロックφ■１〜
φ■４でもって読込んだ電荷を水平転送レジスタ１９に
送り込む。４相の垂直転送クロックは水平ブランキング
区間ごとに８個ずつ供給され、これによって第５図のθ
〜７に示すポテンシャル井戸の遷移を垂直転送レジスタ
１８に形成して、映像電荷２３を順次転送する。水平転
送レジスタ１９に送り込まれた映像電荷は、画素クロッ
クｆｓで転送され、第６図Ｃに示すようにライン４８６
．４８８・−−−−−一−−−−の出力が順次出力され
る。

上記したようにＣＣＤ　ｌの撮像面１０に過大光量が入
射すると、第２図において点線で示すように残った電荷
で縦方向に白い線状のスミア１３が発生する。このスミ
ア１３は第３図りに示すように垂直ブランキング区間に
も、スミア成分１４として漏れ込む。

そこで第５図に示すＯ〜７の各転送タイミングの内、５
番目の転送タイミングで、垂直転送レジスタの転送クロ
ックをホールドしている。即ち第６図の矢印２０で示す
水平区間では、その前縁の水平ブランキング区間で転送
クロックを５個供給した後に、転送クロックφ■、〜φ
ｖ４の電圧を高、低、高、高のレベルに夫々固定し、第
５図の５番目のポテンシャル状態を保持させている。

第４図に詳細に示すように、垂直転送レジスタ１８が５
のポテンシャル状態でホールドされると、転送方向の先
頭にある番号３．４のポテンシャル井戸２２内にあるス
ミアで汚れた汚電荷２１が水平転送レジスタ１９に全て
掃き捨てられる。一方、水平転送レジスタ１９は転送を
続行しているので、読込んだ汚電荷２１を全て外部に出
力する。

なお第４図の５のポテンシャル状態で、光センサ部１７
からのスミアで汚れた汚電荷２１を含む映像電荷２３が
、リードアウトゲートパルスＰ４により第４図５′のよ
うに垂直転送レジスタ１８に読み込まれるが、先頭部の
３番に対応した転送領域には対応する光センサ部エフが
無いので、この部分がスミアで再び汚れることはない。

このようにして１水平ライン期間だけクロックをホール
ドした後に、第６図Ｂに示すようにホールド区間の後縁
でホールドを解除すると、第４図の６．７．８で示すよ
うに垂直転送レジスタ１９の正常の転送が再開される。

垂直転送レジスタ１８の転送が停止された直後の１水平
ライン期間は、水平転送レジスタ１９中に転送すべき電
荷が無いので、第６図りのＭで示す無信号期間となる。

この無信号期間Ｍにおいて、過大光量時のクランプパル
スＰ２がクランプ回路４に供給されて、その期間の電圧
レベルが基準黒レベルとしてオプティカルブラック部分
１１の代りにクランプされる。

第７図に転送クロック発生回路２６を示す。このクロッ
ク発生回路２６はカウンタ２７．２８を備え、カウンタ
２７はクロックＢｆｓを計数して、画素クロックｆｓの
二相の水平転送クロックφＨ，、φＨ２を発生すると共
に、水平及び垂直同期信号ＨＤ、ＶＤを受けて、８パル
スから成る４相の垂直転送クロックφ■１〜φ■４を発
生する。別のカウンタ２８は、水平同期信号ＨＤを計数
し、垂直同期信号ＶＤを受けて、垂直ブランキング区間
の所定の１水平ライン区間において転送中止パルスＰ、
を１フレームにつき１回出力する。このパルスＰ、を受
けてカウンタ２７は垂直転送クロックφ■１〜φ■４の
カウントを中止し、そのレベルをホールドする。

なお垂直転送中止の開始タイミングは第４図に示す５番
目のタイミングでなくてもよく、６〜８番目の何れかに
選んでもよい。また垂直転送中止の期間は、１水平走査
区間以上にわたってもよく、この場合にも転送中止期間
が１ライン以上経過すれば、水平転送レジスタ１９の中
の汚電荷が総て掃き捨てられるので、垂直転送の中止中
であってもその時点においてクランプを行えば、無信号
出力部分を基準黒レベルとしてクランプすることができ
る。

〔発明の効果〕

本発明は上述のように、オプティカルブラック部のビデ
オ出力レベルが基準レベルを越えた時には、垂直ブラン
キング区間に設けた垂直転送の中止期間により水平転送
レジスタの内容をクリアして、クリアされたビデオ信号
をクランプするようにしたので、過大光量の入射等によ
ってオプティカルブラック部に異常電圧が発生した時に
、ミスクランプを起こすことが無く、従ってビデオ出力
の基準黒レベルを安定に保って高品質の画像を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すＣＣＤのクランプ回路
のブロック図、第２図はＣＯＤの撮像面の正面図、第３
図はＣＣＤの出力のビデオ信号の波形図、第４図はＣＯ
Ｄの転送レジスタの構成及び転送動作を説明する図、第
５図は垂直転送レジスタの１サイクルの転送動作におけ
る各転送領域のポテンシャル遷移を示す図、第６図は垂
直転送レジスタの転送クロックをホールドするタイミン
グを示すタイムチャート、第７図は転送クロック発生回
路のブロック図である。 なお図面に用いた符号において、 １−・−−一−−・−−−−一−・ＣＣＤ４−・−−一
−−−−−−−−−〜・クランプ回路５・−・−−−一
−−−−−−−−−−−過大光量検出回路６−−−−−
・・・−・・−−−−−−一切換スイッチ１０−・−・
−・・・・−・撮像面 １１−−−一−・−−−−−−−−−オプティカルブラ
ンク部分１２−・・−・・−・−輝点 １３−・−・−−−−−−−スミア １７・−一−−−−−−−−−−−−光センサ部１８−
・・・−−一−−−−−−−垂直転送レジスタ１９・・
・−−一−−−・−・・水平転送レジスタＰ＋・−・・
−・・・・−・−通常時のクランプパルスＰ２−・・−
一−−−−−−−−過大光量時のクランプパルスφ■、
〜φＶ４ 一−−−−−−−−・−−−−−一垂直転送レジスタの
転送クロック である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 固体撮像素子に設けたオプティカルブラック部分を読出
   している時の信号レベルを映像信号の黒の基準電圧レベ
   ルとしてクランプするクランプ回路と、 上記オプティカルブラック部分の電圧増加を検出する検
   出手段と、 上記固体撮像素子の垂直方向転送クロックを、垂直ブラ
   ンキング区間において少くとも一水平ライン期間だけ中
   止する手段と、 上記検出手段がオプティカルブラック部分の異常電圧を
   検出した時に、上記転送クロックの中止に関連したタイ
   ミングのクランプパルスを上記オプティカルブラック部
   分のクランプパルスの代りに上記クランプ回路に供給す
   る切換手段とを具備する固体撮像装置のクランプ回路。