JPH04160885A - 映像信号処理装置 - 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〕 この発明は、固体撮像素子の出力信号を、信号レベルを
低減させることなく、高Ｓ／Ｎでサンプルホールド処理
することのできる映像信号処理装置に関する。

〔従来の技術〕

一般に、固体撮像素子の出力信号をデジタル処理するた
めには、第６図に示すようにサンプルホールド回路１０
１を設けて入力信号をサンプルホールドする必要がある
。

ところで、　このようにサンプルホールド回路１０１を
設けて入力信号をサンプルホールドする場合、サンプル
ホールド回路１０１への入力信号には、固体撮像素子の
出力トランジスタ及びプリアンプの回路ノイズ等を含め
た高域までのランダムノイズ成分が含まれているため、
それをサンプルホールドしたとき第７図のノイズのスペ
クトル図に示すように、サンプルホールド周波数ｆ、を
中心にして２次スペクトルが生じ、その低域への折り返
しノイズによって、サンプルホールド出力信号のＳ／Ｎ
が悪くなるという問題点がある。なお第７図において、
ａは人力信号に含まれるノイズを示し、ｂはサンプルホ
ールド後の出力信号に発生する２次スペクトルを示して
おり、また横軸のｆｓはサンプリング周波数、ｆ　ｓｃ
＝　ｆ　ｓ／　２　）はナイキスト周波数を示している
。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のように固体撮像素子の信号処理装置にサンプルホ
ールド回路を設けた場合に生ずる問題点の改善策として
、第８図に示すように、サンプルホールド回路１０１の
前段に積分回路１０２を設けることが知られている。す
なわち積分回路１０２を設けると、該積分回路１０２に
より入力信号のランダムノイズが低減され、これをサン
プルホールド回路１０１でサンプルホールドすることに
より、折り返しノイズを低減することができる。第９図
は、第８図に示した積分図ｌ３１０２を設けた信号処理
装置の各部の信号のタイミングを示す図で、第１０図は
ノイズノスペクトル図であり、ａ′は積分回路１０２の
出力側における入力信号において含まれるノイズを示し
、ｂ′は同じくこの積分回路の出力側の入力信号をサン
プルホールドしたのちに発生する２次スペクトルを示し
ている。

このように積分回路を付加することにより折り返しノイ
ズを低減することはできるけれども、充分にノイズを抑
圧した場合には、第９図の信号波形図に示すように、同
時に信号レベルも小さくなってしまい、また信号の周波
数成分を正確に伝送できなくなる。

本発明は、従来のサンプルホールド回路を備えた映像信
号処理装置における上記問題点を解消するためになされ
たもので、信号レベルを小さくすることな（、折り返し
ノイズを低減し、出力信号のＳ／Ｎを改善することの可
能なサンプルホールド回路を備えた映像信号処理装置を
提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段及び作用〕上記問題点を解
決するため、本発明は、多数の画素からなる固体撮像素
子の出力信号を３６０゜／Ｎ（Ｎ＝２．３．・・・・・
）ずつ位相の異なるＮ種類のパルスでそれぞれサンプル
ホールドするＮ個の第１のサンプルホールド回路と、前
記Ｎ個の第１のサンプルホールド回路でサンプルホール
ドされた信号を画素毎に位相を合わせるため再度サンプ
ルホールドする（Ｎ−１）個の第２のサンプルホールド
回路と、画素毎に位相が合わせられたＮ個のサンプルホ
ールド信号を加算する加算回路とで映像信号処理装置を
構成するものである。

このように構成した映像信号処理装置においては、まず
固体撮像素子の撮像出力信号は、それぞれ３６０゜／Ｎ
ずつ位相の異なるサンプリングパルス５Ｈ（１）、５Ｈ
（２）、・・・・Ｓ　Ｈ（Ｎ）で駆動される第１のサン
プルホールド回路でサンプルホールドされる０次いでＮ
番めのサンプリングパルスＳ　Ｈ（Ｎ）以外のサンプリ
ングパルスＳ　Ｈ（１）、　　Ｓ　Ｈ（２）、・・・・
・Ｓ　Ｈ（Ｎ−１）で駆動される第１のサンプルホール
ド回路でサンプルホールドされた信号を、Ｎ番めのサン
プリングパルスＳ　Ｈ（Ｎ）で駆動される第２のサンプ
ルホールド回路で再びサンプルホールドする０次にＮ番
めのサンプリングパルスＳ　Ｈ（Ｎ）でサンプルホール
ドしたＮ個の信号を加算回路で加算して出力信号とする
。

この際、３６０”　／Ｎずつ位相のずれたサンプリング
パルスで駆動されるサンプルホールド回路によりサンプ
ルホールドされた信号は、サンプルホールド後のノイズ
の２次スペクトル成分の位相も３６０’　／Ｎずつずれ
るので、第２のサンプルホールド回路で位相を合わせて
加算した後は、それらの２次スペクトル成分が打ち消し
合う、したがって信号レベルが低減されることなく、ノ
イズの低減された出力信号が得られる。

〔実施例〕

次に実施例について説明する。第１図は、本発明に係る
映像信号処理装置の一実施例を示すブロック構成図であ
る。この実施例は、固体撮像素子の撮像出力信号を１８
０°位相の異なる２種類のサンプリングパルスで駆動さ
れるサンプルホールド回路を用いて構成した実施例であ
る。第１図において、ｌは第１のサンプリングパルス５
Ｈ（２）で駆動されるサンプルホールド回路、２は第１
のサンプリングパルス５Ｒ（１）と１８０”位相の異な
る第２のサンプリングパルス５Ｈ（２）で駆動されるサ
ンプルホールド回路、３は同じく第２のサンプリングパ
ルス５Ｈ（２）で駆動されるサンプルホールド回路で、
前記サンプルホールド回路１でサンプルホールドされた
入力信号■を、第２のサンプリングパルス５Ｈ（２）で
駆動される前記サンプルホールド回ＷＩ２でサンプルホ
ールドされた入力信号◎と位相を合わせた信号■とする
ため、再びサンプルホールドするために用いるものであ
る。４は前記サンプルホールド回路２，３でサンプルホ
ールドされた入力信号◎、■を加算処理するための加算
回路である。

次にこのように構成した映像信号処理装置の動作を、第
２図のノイズスペクトル図と、第３図の各部の信号のタ
イミング図を用いて説明する。なお第３図において、入
力信号上に点線で示す部分はノイズにより信号レベルが
変動する量を示す。

また信号■、■、■のサンプルホールド信号において、
実線はサンプルホールドした値、点線は真の信号レベル
値で、点線と実線の差が折り返しノイズ等の誤差成分で
ある。

撮像素子の撮像信号が入力されてきて、第３図でＳｌ）
で示す第１のサンプリングパルス５Ｈ（１）で駆動され
るサンプルホールド回路１でサンプルホールドされると
、第３図で■で示すサンプルホールド信号となる。この
サンプルホールド信号■は、更に第１のサンプリングパ
ルス５Ｈｆｌ）と１８０゜位相の異なる第２のサンプリ
ングパルスＳ　Ｈ（２）で駆動されるサンプルホールド
回路３でサンプルホールドされ、第３図で■で示すサン
プルホールド信号となる。なお第１のサンプリングパル
ス５Ｈ（１）によるサンプルホールド回路１で一部サン
プルホールドされたノイズの振幅方向は固定されてしま
うので、サンプルホールド回路１によるサンプルホール
ド信号■と、この信号を更に位相を合わせるためサンプ
ルホールド回路３でサンプルホールドした信号■は、位
相が異なるのみで、サンプルホールド回路１，３でのサ
ンプルホールド後に発生する２次スペクトルは、第２図
において、Ａ。

Ｂで示すように変わらない。

一方、入力信号を第１のサンプリングパルス５Ｈ（１）
と１８０＠位相の異なる第２のサンプリングパルス５）
（（２）で駆動されるサンプルホールド回Ｎ１２でサン
プルホールドされた信号は、第３図で◎で示され、また
このサンプルホールド回路２でサンプルホールドされた
後に発生する２次スペクトルは、第２図に示すように、
振幅が反対方向のスペクトルＣとなる。なお第２図にお
いて、Ｄは入力信号に含まれるノイズを示している。

次いで、サンプルホールド回路３のサンプルホールド信
号■と、サンプルホールド回路２のサンプルホールド信
号◎が加算回路４で加算されると、サンプルホールド信
号に含まれるサンプリング周波数ｆ、を中心とする２次
スペクトルは打ち消されることになり、結果としてノイ
ズ成分が打ち消されて出力信号のＳ／Ｎが向上する。

以上のようにクロック周波数と同じサンプリング周波数
でサンプリングする場合でも、１８０°位相の異なるパ
ルスでサンプルホールドした信号を加算するため、出力
信号に含まれる折り返しノイズが低減され、Ｓ／Ｎが改
善される。

上記実施例は１８０°位相の異なるパルスでサンプルホ
ールドした信号を加算してノイズを低減するようにした
ものを示したが、この実施例におけるサンプルホールド
後のノイズの２次スペクトル成分をベクトルで表すと、
第４図＾に示すようになる。しかしながら本発明は位相
差を１８０°としたパルスでサンプルホールドするもの
に限らず、位相差を３６０’　／Ｎ（Ｎ＝２．３．・・
・・・）としたサンプリングパルスで駆動されるサンプ
ルホールド回路でサンプルホールドし、サンプルホール
ド後の信号を位相を合わせて加算すれば、折り返しノイ
ズを打ち消し合ってＳ／Ｎを改善できるものであり、例
えばＮ＝３．Ｎ＝ｎとした場合の２次スペクトル成分の
ベクトルは、第４図（８１，（Ｃ１で示すように表され
る。またＮ＝ｎとした場合の回路構成を第５図に示す。

第５図において、１１−１．１１−２゜・・−・１ｌ−
（ｎ−１）、　Ｉｆ−ｎは、３６０”　／Ｎずつ位相の
異なるサンプリングパルス５Ｈ（１）、５Ｈ（２）、・
・・・・・・Ｓ　Ｈ（ｎ）で駆動されるサンプルホール
ド回路で、１２−１．１２−２．・・・−・１２−（ｎ
−１）は、サンプリングパルス５Ｈ（ｎ）で駆動される
位相調整のためのサンプルホールド回路である。１３は
各サンプルホールド回路１１−ｎ、　１２−］、、　１
２−２．・・・・・１２−（ｎ−１）でサンプルホール
ドされた信号を加算する加算回路である。

〔発明の効果〕

以上実施例に基づいて説明したように、本発明によれば
、信号レベルを小さくすることなく、サンプルホールド
後に発生する折り返しノイズを低減し、出力信号のＳ／
Ｎを改善することができる。

特に低域への折り返しノイズ成分を充分に抑圧できるの
で、視覚的に目立つ低域ノイズが特に低減され、したが
って大なる視覚的な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る映像信号処理装置の一実施例を
示すブロック構成図、第２図は、各部の信号ノイズをス
ペクトルで表した図、第３図は、各部の信号のタイミン
グを示す図、第４図＾〜Ｃｌは、ノイズの２次スペクト
ル成分をベクトルで表した図、第５図は、本発明の一般
的な実施例を示すブロック構成図、第６図は、従来のサ
ンプルホールド回路を有する映像信号処理装置のブロッ
ク構成図、第７図は、そのノイズをスペクトルで表した
図、第８図は、Ｓ／Ｎを改善させた従来のサンプルボー
ルド回路を有する映像信号処理装置のブロック構成図、
第９図は、その信号のタイミングを示す図、第１０図は
、その信号のノイズをスペクトルで表した図である。 図において、Ｉ、２．３はサンプルホールド回路、４は
加算回路、１１−１．１１−２．＝・−・１１−ｎ、　
１２−１゜１２−２．　・−・・−１２−（ｎ−１）は
サンプルホールド回路、１３は加算回路を示す。 特許出願人　オリンパス光学工業株式会社第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 周波数　→ 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、多数の画素からなる固体撮像素子の出力信号を３６
   ０゜／Ｎ（Ｎ＝２、３、・・・・・）ずつ位相の異なる
   Ｎ種類のパルスでそれぞれサンプルホールドするＮ個の
   第１のサンプルホールド回路と、前記Ｎ個の第１のサン
   プルホールド回路でサンプルホールドされた信号を画素
   毎に位相を合わせるため再度サンプルホールドする（Ｎ
   −１）個の第２のサンプルホールド回路と、画素毎に位
   相が合わせられたＮ個のサンプルホールド信号を加算す
   る加算回路とからなることを特徴とする映像信号処理装
   置。