JPH03106187A - Ｃｃｄ型撮像素子の信号処理回路 - 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，固体撮像素子の出力信号を水平クランプする
際に発生する雑音を低減するＣＣＤ型撮像素子の信号処
理回路に関する。

〔従来の技術〕

一般に、テレビカメラでは、撮像素子から得られた出力
信号を水平ブランキング期間内で一定の直流電位にクラ
ンプし、基準となる直流レベルに合わせている．この時
、水平ブランキング期間内に存在するランダム雑音はク
ランプパルスによってサンプリング且つ、ホールドされ
るのでパルスの高調波に発生する側波帯の雑音が、ベー
スバンドに折り返しとなって混入する。この雑音はクラ
ンプ雑音と呼ばれ、クランプ回路にホールドそれること
によって再生画上で走査線一本分に重畳した横引き状の
雑音となり視覚的に目立ちやすく、Ｓ／Ｎの劣化につな
がる。

一方、ＣＣＤ型撮像素子の出力信号は，一般に、特開昭
６０−１０５００で述べられている相関２重サンプリン
グと呼ばれる方法によって雑音低減が図られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

相関２重サンプリングについて，第２図を用いて簡単に
述べる。また、第６図には従来のＣＣＤ信号処理系のブ
ロック図を示した。

第２図（ｉ）はＣＣＤ型撮像素子工から水平クロッグパ
ルスに同期して得られる画素ごとの出力信号を模式的に
示しており，各水平クロツク周期は出力アンプ雑音のみ
が存在するリセット期間ｔｏ．リセット雑音と出力アン
プの雑音が存在する期間１１、リセット雑音と出力アン
プの雑音及び画素信号が存在する期間ｔ２に分かれてい
る。

ここでリセットパルスは第２図（ｉｔ）である場合につ
いて示した．ここでリセット雑音と出力アンプの雑音が
存在する期間ｔｚ　を画素クランプ回路２において第２
図（ｉｉｉ）のパルスでクランプし、各画素信号を一定
の直流レベルに固定することによりリセット雑音を抑圧
する（第２図（ｉｖ））。

次に、そのクランプされた出力信号のうち画素信号が存
在する期間ｔｚをサンプル・ホールド回路４において第
２図（Ｖ）のパルスでサンプル・ホールドすることによ
って、第２図（　ｖｉ　）の出力信号を得ることができ
、リセット雑音及び１／ｆ雑音のような低周波の雑音は
軽減される。

しかし、このとき、相関２重サンプリング回路に入力さ
れる雑音、すなわちＣＯＤの出力アンプの雑音ｆｎ　（
ｔ）は、相関２重サンプリングの位相差をφとしたとき
，　　ｆｃｄｓ（ｔ）＝ｆｎ（ｔ）　　ｆｎ（ｔ−φ）
に変換され，サンプリングによる側波帯の雑音が発生し
てベースバンドに混入するので増加する．その後、前処
理回路５により増幅等の信号処理を施すことによって再
び直流情報の失われた信号を水平クランプ回路６に加え
、水平周期ごとにクランプすることによって直流レベル
を再生する．その後，信号処理回路８を経てＮＴＳＣ信
号９を得る． 上述のように従来のＣＣＤ型撮像素子を用いたテレビカ
メラでは、相関２重サンプリングにようてリセット雑音
及び低周波の雑音は十分低減できるが，出力アンプの雑
音は折返りが加わって残存し、これが後に行う水平周期
ごとのクランプによってクランプ雑音となる。すなわち
従来の方法では水平周期ごとのクランプを行う際のクラ
ンプ期間に雑音が残存するのでクランプ雑音が問題とな
る。

本発明の目的は、水平ブランキング期間に存在する雑音
を最小限に抑え、その後の水平クランプ動作で発生する
クランプ雑音を最小にするＣＣＤ型撮像索子の信号処理
回路を提供することにある．〔課題を解決するための手
段〕 本発明では、相関２重サンプリングによる雑音低減回路
において、画素周期の第ｌのクランプ手段によって直流
分が既に再生されていることを生かし、画素周期のクラ
ンプ処理後から後段の水平周期ごとのクランプ処理を行
う以前に、あらかじめ水平クランプ処理を行う期間をブ
ランキング処理し雑音のない直流レベルに付け換えるこ
とにより、水平走査期間ごとのクランプ動作で発生する
クランプ雑音を最小にするＣＣＤ撮像素子の信号処理回
路を提供する。

〔実施例〕

第１図に本発明の構威図を、第３図にはその動作波形図
を示す。

ＣＣＤ型撮像素子｝からの出力信号Ｑ（第３図（ｉ）｝
は画素クランプ回路２に送られ、リセット雑音のみが存
在する期間１＋　を、第３図（ｉｉ）のクランプパルス
で一定の直流レベルに固定する．次に，直流固定された
出力信号Ｑｚ（第３図（市口はブランキング回路３に送
られ、ブランキング期間に第３図（ｔｖ）のブランキン
グパルスを重畳させた後，一定の直流レベルでクリップ
することによって、その期間内の雑音を強制的に低減す
る｛第３図（Ｖ）｝。その後、得られた出力信号Ｑ２を
第３図（ｖｉ）のパルスでサンプル・ホールド回路４に
よりサンプル・ホールドを行う。その愚Ｊ，信号に重畳
されているリセット雑音及び低周波の雑音は低減される
と同時に、ブランキング期間の雑音は除去され一定の直
流レベルに固定される。サンプル・ホールドされた出力
信号Ｑ３は、前処理回路５により増幅等の信号処理を施
された後、水平グランプ回路６に加えられてブランキン
グ期間の部分で直流クランプされる。なお，画素クラン
プパルス，ブランキングパルス、サンプル・ホールドパ
ルス、水平クランプパルスはパルス発生器７から供給さ
れる。その後、信号処理回路８を経て得られたＮＴＳＣ
信号９では、クランプパルスの高調波による折返り雑音
を最小限に抑えることができる。

第４図には本発明の他の実施例を示す。第１図では、ブ
ランキング回路３を画素クランプ回路２とサンプル・ホ
ールド回路４の間に置いているが、第４図のようにサン
プル・ホールド回路４の直後にブランキング回路３を置
いた場合にも、サンプル・ホールド回路４の出力信号は
画素クランプ回路２で再生した直流分を受け継いでいる
ので同様の効果が得られる。

第４図の実施例の動作波形図は第５図のようになる．第
５図でサンプル・ホールド回路３の出力信号Ｑｘ’は，
画素クランプ回路２の出力信号Ｑ１で再生されている直
流分を保存しているので、この後にブランキング処理を
加えて得られた出力信号Ｑ３は、第３図（６）のサンプ
ル・ホールド回路４の出力信号との比較−ｈ１ら明らか
なように同じ結果になり、同様の効果を得ることができ
る。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば水平クランプを行っ
ても，雑音の増加がない撮像信号を得られるＣＣＤ型撮
像素子の信号処理回路を実現できる．

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例のブロック図、第２図は相関２
重サンプリングの説明図、第３図は第１図の動作波形図
，第４図，第５図は本発明の他の実施例のブロック図と
動作波形図、第６図は従来のＣＯＤ信号処理系のブロッ
ク図である。 １・・・ＣＣＤ型撮像索子，２・・画素クランプ回路，
３・・・ブランキング回路、４・・・サンプル・ホール
ド回路、５・・・前処理回路、６・・・水平クランプ回
路、７・・・パルス発生器、８・・・信号処理回路、９
・・・Ｎ　ＴＳＣ出力信号。 第２図 （■ｉ）一−ユエエニ＝＝二＝ 第５図 （偏）Ｅ｛．ＣＰＪ一一一シ＋ 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、画素信号が離散的に一定周期で現れる出力信号を、
   上記画素信号が得られる直前の期間に上記一定周期で一
   定の直流電位に固定する第１のクランプ手段と、上記ク
   ランプ回路の出力信号を上記画素信号の得られる期間に
   等しい位相でサンプリングするサンプリング手段と、上
   記サンプリング手段の出力信号を一定の直流レベルに固
   定する第２のクランプ手段を備え、上記第２のクランプ
   手段のクランプ期間において、上記第１のクランプ手段
   で直流固定された出力信号を一定の直流電位に固定する
   ブランキング手段を設けたことを特徴とする信号処理回
   路。 ２、前記第１のクランプ手段で直流固定された出力信号
   を前記サンプリング手段によつてサンプリングし、得ら
   れた出力信号を前記第２のクランプ手段のクランプ期間
   において一定の直流電位に固定する前記ブランキング手
   段を設けたことを特徴とする特許請求範囲第１項記載の
   信号処理回路。