KR970000597B1

KR970000597B1 - 고체촬상장치의 클램프회로

Info

Publication number: KR970000597B1
Application number: KR1019880001338A
Authority: KR
Inventors: 이사무 야마모토; 다카시 아사이다
Original assignee: 소니 가부시키가이샤; 오가 노리오
Priority date: 1987-03-04
Filing date: 1988-02-12
Publication date: 1997-01-14
Also published as: EP0281349A2; KR880012086A; JPS63215274A; US4816917A; EP0281349A3

Abstract

내용 없음.

Description

고체촬상장치의 클램프회로

제1도는 본원 발명의 일실시예를 나타낸는 CCD의 클램프회로의 블록도.

제2도는 CCD의 촬상면의 정면도.

제3도는 CCD의 전송레지스터의 구성 및 전송동작을 설명하는 도면.

제4도는 CCD의 전송레지스터의 구성 및 전송동작을 설명하는 도면.

제5도는 수직 전송레지스터의 1사이클의 전송동작의 있어서의 각 전송영역의 포텐셜천이를 나타내는 도면.

제6도는 수직 전송레지스터의 전송클록을 홀드하는 타이밍을 나타내는 타임챠트.

제7도는 전송클록 발생회로의 블록도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : CCD 4 : 클램프회로

5 : 광대광량 검출회로 6 : 전환스위치

10 : 촬상면 11 : 옵티컬블랙부분

12 : 휘접 13 : 스미어

17 : 광센서부 18 : 수직 전송레지스터

19 : 수평 전송레지스터 P₁: 통상시의 클램프펄스

P2 : 과대광량시의 클램프펄스 øV₁~øV₄: 수직 전송레지스터의 전송클록

본원 발명은 고체촬상장치의 클램프(clamp)회로에 관한 것이며, 특히 옵티컬블랙(optical black)부분을 판독하고 있을 때에 얻은 신호의 레벨을 영상신호에 있어서의 블랙의 기준 레벨로서 클램프하도록 한 것에 사용하여 적합한 것이다.

촬상면에 배설한 옵트컬블랙부분의 전압이상(異常)을 검출하는 수단을 설치하는 동시에, 수직방향의 전송클럭을 수직블랭킹(blanking) 구간에 최소한 1수평라인기간만 중지시키는 수단을 설치하여, 옵티컬블랙부분에 이상으로 높은 전압이 발생했을 때에는 상기 전송클럭의 중지에 의해서 클리어된 영상신호부분은 클램프함으로써, 과대광량 입사시 등의 미스클램프를 없앤 고체촬상장치의 클램프회로이다.

예를 들면 CCD와 같은 고체촬상장치에 있어서는 기준블랙레벨을 설정하여, 출력하는 영상신호가 항상 기준 블랙레벨에 대응한 밝기가 되도록 되어 있다. 상기 기준블랙레벨을 얻기 위해서, 촬상면의 유효주사영역의 바깥쪽에 옵티컬블랙부분이라고 부르는 비치 들어가지 않는 부분이 설정되어 있다. 그리고 이 옵티컬블랙부분을 주사하고 있을 대 얻어지는 영상신호의 레벨을 영상신호에 있어서의 블랙기준으로 나타내는 기준레벨로서 클램프하는 것이, 예를 들면 일본국 특허출원공개 제1974-15111호 공보 등에 개시되어 있다.

이와 같이 하여 기준블랙레벨을 클램프하고 있을 때에, 촬상면에 과대광량이 입사되면 미스클램프가 발생한다. 즉 옵티컬블랙부분에 비교적 가까운 위치에 강한 빛을 발하는 피사체(예를 들면 태양, 전등 등)가 존재하는 경우에는, 피사체로부터의 빛이 주변으로 새어 들어온다. 이 새어 들어온 빛의 일부가 옵티컬블랙부분의 아래에도 들어가서, 이것이 광전(光電) 변환되어 버린다. 이와 같은 현상이 일어나면, 옵티컬블랙부분을 주사할 때의 영상신호의 레벨이 기준블랙에 대응하는 레벨과 어긋나 미스클램프된다.

본원 발명은 상술한 문제점을 감안하여, 촬상면에 과대광량이 입사했을 때 미스클램프를 발생하지 않도록 하는 것을 목적으로 한다.

본원 발명의 고체촬상장치의 클램프회로는 고체촬상소자(1)에 배설한 옵티컬블랙부분(11)을 판독하고 있을 때의 신호 레벨을 영상신호의 블랙의 기준전압레벨로서 클램프하는 클램프회로(4)와, 상기 옵티컬블랙부분(11)의 전압증가를 검출하는 검출수단(5)과, 상기 고체촬상소자(1)의 수직방향 전송클록을 수직블랭킹구간에 있어서 최소한 1수평라인기간만 중지하는 수단(카운터 28)과, 상기 검출수단(5)의 옵티컬블랙부분(11)의 이상 전압을 검출했을 대, 상기 전송클록의 중지에 관련된 타이밍의 클램프펄스를 상기 옵티컬블랙부분(11)의 클램프펄스 대신에 상기 클램프회로(4)에 공급하는 전환수단(6)을 구비하고 있다.

수직방향의 전송중지에 의해서, 수평방향의 전송레지스터의 내용이 클리어된다. 그래서 과대광량시에는 여분의 전하가 남아 있지 아니한 전송레지스터의 출력의 비디오신호부분을 클램프한다.

제1도는 본원 발명의 일실시예를 나타내는 고체촬상장치의 클램프회로의 구성도를 나타낸다. 고체촬상소자로서 CCD(1)를 사용하고 있다. 이 CCD(1)의 촬상면(1)의 우측 및 상측의 끝부에는 제2도에 도시한 바와 같이 옵티컬블랙부분(11)은 입사되는 빛을 차단하여 촬상면(10)에 광입사에 의한 전하가 야기되지 않는 부분을 배설하기 위해서 형성된 것이다.

CCD(1)는 제1도에 도시한 바와 같이, 타이밍제네레이터 및 드라이브회로로 이루어진 구동부(2)에서 동작제어되면서 수평전송 및 수직전송을 행하여, 촬상면(10)에 입사된 빛에 대응하는 비디오신호를 도출한다. 도출된 비디오신호는 프리앰프(3)에서 증폭되고 나서 클램프회로(4)에 도입된다.

클램프회로(4)에는 통상 제3도(B)에 나타낸 클램프펄스(P₁)가 전환스위치(6)를 통하여 공급되고, 제3도(A)에 나타낸 비디오 출력의 옵티컬블랙부분(11)(굵은 선으로 표시함)이 기준블랙레벨로서 수평주사주기로 클램프된다.

클램프회로(4)의 출력은 비디오 출력으로서 도출되는 도잇에, 과대광량 검출회로(5)에도 공급된다. 이 과대광량 검출회로(5)에는 제3도(C)에 나타낸 샘플펄스(P₃)가 공급되어 있고, 클램프펄스(P₁)의 직전의 옵티컬블랙부분(11)에서 비디오 출력의 전압레벨과 기준전압(E)의 레벨이 비교된다. 비교에 의해서 옵티컬블랙부분(11)의 출력전압이 기준전압(E)을 초과한 경우에는, 검출출력에 의해 전환스위치(6)를 전환하여, 제3도(E)의 클램프펄스(P₂)를 클램프회로(4)에 공급한다.

예를 들면 제2도에 있어서 휘점(輝点)(12)으로 나타내는 바와 같이, 옵티컬블랙부분(11)에 가까운 곳에 과대광량이 입사되면 수직방향으로 선(線)형상의 스미어(smear)(13)가 발생하는 동시에, 그 강한 빛이 옵티컬블랙부분(11)의 아래로 새어 들어와서, 제3도(A)의 점선으로 표시하는 바와 같이 새어들어온 빛에 대응한 오전압(誤電壓)(7)이 발생한다. 이 부분을 클램프회로(4)에서 클램프하면, 기준이 되는 올바른 블랙레벨을 클램프할 수 없다.

이와 같은 과대광량시에 공급하는 상기 클램프펄스(P₂)는 1프레임에 1회의 1율로 공급되며, 그 공급타이밍은 제3도(D)의 수직블랭킹구간내의 (M)으로 표시하는 무신호 기간과 대응하고 있다.

CCD(1)는 예를 들면 인터라인형이고, 제4도에 도시한 바와 같이 수직 전송레지스터(18)(V레지스터) 및 수평 전송레지스터(19)(H 레지스터)를 구비하고 있다. 광센서부(17)에서 검출된 전하는 제6도(A)로 표시한 리드아웃게이트펄스(P4)의 타이밍으로 게이트(도시하지 않음)를 도통시킴으로써, 수직 전송레지스터(18)의 1,3번의 전송 에리어에 수직블랭킹구간에 읽어넣는다. 그리고 제4도(B)에 표시한 4상(相)의 수직전송클록 øV₁~øV₄로 읽어넣은 전하를 수평 전송레지스터(19)에 전송한다. 4상의 수직 전송클록은 수평블랭킹구간마다 8개씩 공급되고, 이에 따라 제5도의 (0) ~ (7)에 표시한 포텐셜웰(potential well)의 천이를 수직 전송레지스터(18)에 형성하여, 영상전하(23)를 차례로 전송한다. 수평 전송레지스터(19)에 전송된 영상전하는 화소클록 fs으로 전송되고, 제6도(C)에 표시한 바와 같이 라인(486),(488)…의 출력이 차례로 출력된다.

상술한 바와 같이 CCD(1)의 촬상면(10)에 과대광량이 입사되면, 제2도에서 점선으로 표시한 바와 같이 남은 전하로 종방향으로 흰선형상의 스미어(13)가 발생한다. 이 스미어(13)는 제3도(D)에 표시한 바와 같이 수직블랭킹구간에도 스미어성분(14)으로서 새어든다.

그래서 제5도에 도시한 (0)~(7)의 각 전송타이밍중, 5번째의 전송타이밍에서 수직 전송레지스터의 전송클록을 홀드하고 있다. 즉 제6도의 화살표(20)으로 표시한 수평구간에서는, 그 앞에지의 수평블랭킹구간에서 전송클록을 5개 공급한 후에, 전송클록 øV₁~øV₄의 전압을 고(高), 저(底), 고, 고의 레벨에 각기 고정하고, 제5도의 5번째의 포텐셜상태를 유지하고 있다.

제4도에 상세히 나타낸 바와 같이, 수직 전송레지스터(18)가 (5)의 포텐셜상태로 홀드되면, 전송방향의 선두에 있는 번호 3,4의 포텐셜웰(22)내에 있는 스미어로 오염된 오염전하(21)가 수평 전송 레지스터(19)로 모두 소거된다. 한편, 수평 전송레지스터(19)는 전송을 속행하고 있으므로, 읽어넣은 오염전하(21)를 모두 외부에 출력한다.

그리고 제4도의 (5)의 포텐셜상태에서, 광센서부(17)로부터의 스미어로 오염된 오염전하(21)를 포함하는 영상전하(23)를 리드아웃 게이트펄스(P4)에 의해 제4도(5´)와 같이 수직 전송레지스터(18)에 읽어 넣으며, 선두부의 3번에 대응한 전송영역에는 대응하는 광센서부(17)가 없으므로, 이 부분이 스미어로 재차 오염되지는 않는다.

이와 같이 하여 1수평라인기간만큼 클록을 홀드한 후에, 제6도(B)에 도시한 바와 같이, 홀드구간의 뒤에지에서 홀드를 해제하면, 제4도의 (6), (7), (8)로 표시하는 바와 같이 수직 전송레지스터(19)의 정상적인 전송이 재개된다.

수직 전송레지스터(18)의 전송이 정지된 직후의 1수평라인기간은 수직 전송레지스터(19)중에 전송할 전하가 없으므로, 제6도(D)의 (M)로 표시하는 무신호기간이 된다. 이 무신호기간(M)에 있어서 과대광량시의 클램프 펄스(P2)가 클램프회로(4)에 공급되어서, 그 기간의 전압레벨이 기준블랙레벨로서 옵티컬블랙부분(11) 대신에 클램프된다.

제7도에 전송클록 발생회로(26)를 도시한다. 이 클로발생회로(26)는 카운터(27),(28)을 구비하고, 카운터(27)는 클록 8fs을 계수하여, 화소클록 fs의 2상의 수평전송클록øH₁, øH₂를 발생하는 동시에, 수평 및 수직동기신호(HD), (VD)를 받아서, 8펄스로 된 4상의 수직전송클록 øV₁~øV₄를 발생한다. 별도의 카운터(28)는 수평동기신호(HD)를 계수하고, 수직동기신호(VD)를 받아서, 수직블랭킹구간의 소정의 1수평라인구간에 있어서 전송중지펄스(P5)를 1프레임에 대해 1회 출력한다. 이 펄스(P5)를 받아서 카운터(27)은 수직전송클록 øV₁~øV₄의 카운트를 중지하고, 그 레벨을 홀드한다.

그리고 수직전송중지의 개시타이밍은 제4도에 도시한 5번쨍의 타이밍이 아니라도 된다. 6~8번째의 어느 하나를 선택해도 된다. 또한 수직전송중지의 기간은 1수평주사구간 이상에 걸쳐도 되고, 이 경우에도 전송중지기간이 1라인 이상 경과하면, 수평 전송레지스터(19)중의 오염전하를 모두 소거하므로, 수직전송중지 중이라도 그 시점에 있어서 클램프를 행하면, 무신호출력부분을 기준블랙레벨로서 클램프할 수 있다.

본원 발명은 상술과 같이, 옵티컬블랙부의 비디오출력레벨이 기군레벨을 초과했을 때는, 수직블랭킹구간에 설정한 수직전송의 중지기간에 의해 수평 전송레지스터의 내용을 클리어하여, 클리어된 비디오신호를 클램프하도록 하였으므로, 과대광량의 입사등에 의해서 옵티컬블랙부에 이상전압이 발생했을 때 미스클램크를 야기하지 않으며, 따라서 비디오출력의 기준블랙레벨을 안정적으로 유지하여 고품질의 화상을 얻을 수 있다.

Claims

고체촬상소자에 배설된 옵티컬블랙부분을 판독하고 있을 때의 신호레벨을 영상신호의 블랙의 기준전압레벨로서 클램프하는 클램프회로와, 상기 옵티컬블랙부분의 전압증가를 검출하는 검출수단과, 상기 고체촬상소자의 수직방향 전송클록을 수직블랭킹구간에 있어서 최소한 1수평라인기간만큼 중지하는 수단과, 상기 검출수단이 옵티컬블랙부분의 이상(異常)전압을 검출했을 때에, 상기 전송클록의 중지에 관련된 타이밍의 클램프펄스를 상기 옵티컬블랙부분의 클램프펄스 대신에 상기 클램프회로에 공급하는 전환수단을 구비한 고체촬상장치의 클램프회로.