JPH09247552A - Signal processing circuit of solid-state imaging device - Google Patents
Signal processing circuit of solid-state imaging deviceInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 CCD部を特殊な構成としたり、OBレベル
の異常発生時にCCDの基板電圧を変更する構成を採用
したりすることなく、過大光量の光の入射によりOBレ
ベルが変動した場合のクランプ回路101での誤動作を
回避して、違和感のない画質の良好な表示画面を得る。
【解決手段】 OBクランプパルスCP1に基づいて、
CDS出力の、OB期間以外の水平ブランキング期間に
同期した補助クランプパルスCP2を発生するパルス発
生回路105を備え、過大光量の光の入射によりOBレ
ベルが変動した時には、クランプ回路101では、該補
助クランプパルスCP2により、 CDS出力の、OB
期間以外の水平ブランキング期間の信号レベルをクラン
プし、該クランプ回路101の出力に基づいてビデオ信
号を生成するようにした。
(57) Abstract: The OB level can be increased by the incidence of an excessive amount of light without making the CCD part have a special structure or adopting a structure for changing the substrate voltage of the CCD when an OB level abnormality occurs. A malfunction in the clamp circuit 101 when it fluctuates is avoided, and a display screen with a good image quality without a sense of discomfort is obtained. Based on an OB clamp pulse CP1,
A pulse generation circuit 105 for generating an auxiliary clamp pulse CP2 synchronized with a horizontal blanking period other than the OB period of the CDS output is provided, and when the OB level fluctuates due to the incidence of an excessively large amount of light, the clamp circuit 101 uses the auxiliary OB of CDS output by clamp pulse CP2
The signal level in the horizontal blanking period other than the period is clamped, and the video signal is generated based on the output of the clamp circuit 101.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は固体撮像装置の信
号処理回路に関し、特にCCD型固体撮像素子を用いた
監視用カメラ、ドアホンカメラ、テレビ電話用カメラ、
ビデオムービー等のビデオカメラにおけるCCD出力の
クランプ回路に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a signal processing circuit for a solid-state image pickup device, and more particularly to a surveillance camera, a doorphone camera, a videophone camera using a CCD type solid-state image pickup device,
The present invention relates to a clamp circuit for CCD output in a video camera such as a video movie.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、CCD型固体撮像素子では、
CCD部の一部(数画素分)を遮光することにより、C
CD部に、入射光の光電変換が行われないオプティカル
ブラック部(以下OB部という。)を設けており、CC
D出力の該OB部に対応する信号期間(OB期間)の信
号レベル(OBレベル)は、光学的な黒レベルとなって
いる。2. Description of the Related Art Conventionally, in CCD type solid-state image pickup devices,
By shielding a part of the CCD (a few pixels) from light,
The CD section is provided with an optical black section (hereinafter referred to as OB section) in which incident light is not photoelectrically converted.
The signal level (OB level) in the signal period (OB period) corresponding to the OB portion of the D output is an optical black level.
【0003】そして、CCDを用いたビデオカメラで
は、このOBレベルを映像信号の黒レベルの基準として
用い、CCD部後段の信号処理用ICでは、該OBレベ
ルを基準レベルに合わせるクランプ(直流再生)処理を
行い、このクランプ処理後の信号に基づいて、種々のテ
レビ規格に基づいた信号処理を行うようになっている。In a video camera using a CCD, this OB level is used as a reference for the black level of a video signal, and in a signal processing IC at the rear stage of the CCD section, a clamp (DC reproduction) for adjusting the OB level to the reference level. Processing is performed, and signal processing based on various television standards is performed based on the signal after the clamp processing.
【0004】図5は、CCDを使った一般的な白黒ビデ
オカメラの全体構成を概略的に示すブロック図である。
図において、200は被写体の撮像を行って映像信号を
出力する白黒ビデオカメラで、このビデオカメラ200
は、光学レンズ201aを介して得られる被写体からの
到来光を光電変換するCCD部(CCD固体撮像素子)
201と、この光電変換されたCCD出力を信号処理す
る信号処理回路210とを有している。FIG. 5 is a block diagram schematically showing the entire structure of a general monochrome video camera using a CCD.
In the figure, reference numeral 200 denotes a black and white video camera which picks up an image of a subject and outputs a video signal.
Is a CCD unit (CCD solid-state image sensor) for photoelectrically converting light coming from a subject obtained through the optical lens 201a.
It has 201 and a signal processing circuit 210 for processing the photoelectrically converted CCD output.
【0005】該信号処理回路210では、上記CCD出
力がCDS回路202によりサンプルホールドされる。
ここで、上記CCD201は、駆動IC208からのC
CD駆動パルスによって駆動され、各画素に対応する光
電変換信号が順次CDS回路202に供給されるように
なっている。In the signal processing circuit 210, the CCD output is sampled and held by the CDS circuit 202.
Here, the CCD 201 is the C from the drive IC 208.
Driven by the CD drive pulse, photoelectric conversion signals corresponding to each pixel are sequentially supplied to the CDS circuit 202.
【0006】また、上記信号処理回路210では、上記
CDS出力に対して、CCD出力のOB期間に対応する
信号レベルを直流的に固定するクランプ処理がクランプ
回路203にて施される。そして、このクランプ回路2
03の出力は、自動利得制御を行うAGC(Automatic
Gain Control)回路204により利得制御され、続いて
処理回路205によりガンマ補正処理や、白レベルのピ
ークを制限するホワイトクリップ処理が施され、さらに
処理回路206にて、ペデスタル(ビデオ信号における
黒信号レベル)の設定処理及び同期MIX処理が施され
る。このような処理が施されたCCD出力は、テレビモ
ニタ等の表示装置に適応したビデオ出力としてドライブ
回路207を介して該信号処理回路210から出力され
る。In the signal processing circuit 210, the CDS output is clamped by the clamp circuit 203 to fix the signal level corresponding to the OB period of the CCD output in a direct current manner. And this clamp circuit 2
The output of 03 is AGC (Automatic Gain Control) for automatic gain control.
The gain control circuit 204 controls the gain, and then the processing circuit 205 performs gamma correction processing and white clip processing that limits the peak of the white level. Further, the processing circuit 206 performs pedestal (black signal level in the video signal). ) Setting processing and synchronous MIX processing are performed. The CCD output subjected to such processing is output from the signal processing circuit 210 via the drive circuit 207 as a video output suitable for a display device such as a television monitor.
【0007】なお、上記のようにCCD出力の信号処理
を行う回路210では、ガンマ補正処理は、CCD出力
の、映像信号の黒レベルに相当する信号レベルを直流的
に固定するクランプ処理を施してから行うのが一般的で
ある。In the circuit 210 for performing the signal processing of the CCD output as described above, the gamma correction processing is performed by performing the clamp processing of fixing the signal level corresponding to the black level of the video signal of the CCD output to DC. It is common to start from.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た構成の従来のビデオカメラでは、CCD型固体撮像素
子に過大光量の光が侵入した場合、CCD部で発生した
過剰電荷が、光による信号が発生しないOB部(遮光画
素部)に溢れ出てくる場合がある。例えば、屋外に設置
した監視カメラや屋外に向けられたドアホンカメラ等で
は、西陽などの太陽による過大光量の光が入射する場合
があり、この場合、OB部にて過大光量による溢れ光電
荷が発生する可能性がある。However, in the conventional video camera having the above-described structure, when an excessive amount of light enters the CCD type solid-state image pickup device, excess charges generated in the CCD section generate a signal due to the light. In some cases, it may overflow into the OB portion (light-shielded pixel portion). For example, in a surveillance camera installed outdoors or a doorphone camera directed to the outside, an excessive amount of light from the sun such as Seiyo may be incident, and in this case, an overflow photoelectric charge is generated in the OB portion due to the excessive amount of light. there's a possibility that.
【0009】ところで、近年、監視カメラ、ドアホンカ
メラ等では、レンズの小型化、低価格化、軽量化等のた
め、アイリスのない明るさ固定のレンズを用い、光量の
絞りを電子的に行う電子アイリス方式が広く採用されて
いる。これは、CCD部への入射光の光量に応じて、C
CD部での光電変換された電荷の蓄積時間をCCDのシ
ャッタースピードにより制御して、CCD出力の信号レ
ベルを光量に応じた適正なレベルにするものである。By the way, in recent years, in surveillance cameras, door-phone cameras, etc., in order to reduce the size, cost, and weight of the lens, a fixed-brightness lens without an iris is used to electronically control the amount of light. The iris method is widely adopted. This is C depending on the amount of light incident on the CCD.
The accumulation time of the photoelectrically converted charges in the CD section is controlled by the shutter speed of the CCD so that the signal level of the CCD output becomes an appropriate level according to the light quantity.
【0010】つまり、この電子アイリス方式は、CCD
部に過大光量の光が照射されている状態でも、CCDの
駆動制御により適正なCCD出力が得られるようにする
ものである。従って、この方式では、極端に強い入射光
がカメラに入射している時にはCCD部に常に過大光量
の光が照射されることとなり、機械式アイリス(絞り)
機構によりCCD部への入射光量を制御して適正なCC
D出力を得る方式に比べて、OB部への光電荷の溢れは
発生しやすい。このため、過大な光量の光によりCCD
部のOB部に溢れ出した光電荷は、画面上の黒レベルの
基準を作る後段のOBクランプ回路での誤動作を引き起
こすことになり、画面の表示状態は不安定なものとな
る。That is, this electronic iris system is a CCD
Even when the portion is irradiated with an excessively large amount of light, an appropriate CCD output can be obtained by controlling the driving of the CCD. Therefore, in this method, when the extremely strong incident light is incident on the camera, the CCD unit is always irradiated with an excessive amount of light, and the mechanical iris (aperture) is used.
The mechanism controls the amount of light incident on the CCD to ensure proper CC
Compared with the method of obtaining the D output, overflow of photocharges to the OB portion is more likely to occur. For this reason, an excessive amount of light causes the CCD to
The photocharges overflowing into the OB portion of the area cause an erroneous operation in the OB clamp circuit in the subsequent stage that creates a black level reference on the screen, and the display state of the screen becomes unstable.
【0011】図6は、CCD出力Sc、カメラのビデオ
出力Svの波形、及び画面の状態を、正常動作時(図6
(a))と、過大光量の光の入射によりOB部への光電
荷の溢れ出しを起こしている異常動作時(図6(b))
とで対比させて示している。FIG. 6 shows the waveforms of the CCD output Sc, the video output Sv of the camera, and the state of the screen during normal operation (see FIG.
(A)) and an abnormal operation in which the photocharge overflows to the OB portion due to the incidence of an excessive amount of light (FIG. 6B).
It is shown in contrast with.
【0012】図6(b)に示す異常動作時の例では、C
CD出力Scの、光電荷の溢れ出しが生じたOB期間の
信号レベルが、CCD出力Scの映像信号期間における
最大レベルとほほ同一レベルにまで至っているため、表
示画面は明るくなるベきものが、全体的に黒基準レベル
に近い輝度の暗い画面になる。In the example of abnormal operation shown in FIG. 6B, C
Since the signal level of the CD output Sc in the OB period during which the overflow of photocharges has occurred is almost at the same level as the maximum level in the video signal period of the CCD output Sc, the display screen should be brighter in general. The screen becomes dark with brightness close to the black reference level.
【0013】ところで、特開平3−243075号公報
(先行技術文献1)に記載の固体撮像装置や特開平4−
274366号公報(先行技術文献2)に記載の固体撮
像素子では、CCDのOB部分からの電荷の読み出しを
行わない構成を採用することにより、過大光量の入射に
より変動したOBレベルが後段の信号処理回路に供給さ
れるのを防ぐ方法が開示されている。By the way, the solid-state imaging device described in Japanese Patent Laid-Open No. 3-243075 (Prior Art 1) and Japanese Patent Laid-Open No.
In the solid-state imaging device described in Japanese Patent No. 274366 (Prior Art 2), by adopting a configuration in which charges are not read out from the OB portion of the CCD, the signal processing in which the OB level fluctuated due to the incidence of excessive light amount is in the subsequent stage. A method is disclosed for preventing the circuit from being fed.
【0014】具体的には、上記特開平3−243075
号公報の固体撮像装置では、OB部を、電荷読出しゲー
トまたは光電変換素子のいずれか一方を有さない構造と
している。なお、この場合は、ビデオ信号の黒レベルに
対応する信号レベルとしては、CCD出力のOBレベル
ではなく、CCD出力以外の擬似的に発生した信号のレ
ベルを用いるようにする必要がある。Specifically, the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 3-243075.
In the solid-state imaging device of the publication, the OB portion has a structure that does not have either the charge reading gate or the photoelectric conversion element. In this case, as the signal level corresponding to the black level of the video signal, it is necessary to use not the OB level of the CCD output but the level of the pseudo-generated signal other than the CCD output.
【0015】上記特開平4−274366号公報に記載
の固体撮像素子では、光電変換画素部と遮光画素部との
間に、光電荷の読み出しが行われない構造のダミー画素
部を設け、このダミー画素部の受光素子表面とその上の
金属製遮光膜とを接触させることにより、受光素子表面
と遮光膜との間での多重反射により、光電変換部からO
B部に光りが侵入するのを抑制している。また、このよ
うにダミー画素部を設けることにより、光電変換部から
溢れ出した光電荷がOB部へ流れ込むのを抑制すること
もできる。In the solid-state image pickup device described in Japanese Patent Laid-Open No. 4-274366, a dummy pixel portion having a structure in which photoelectric charges are not read is provided between the photoelectric conversion pixel portion and the light shielding pixel portion, and the dummy pixel portion is provided. By bringing the surface of the light receiving element of the pixel portion into contact with the metal light-shielding film thereon, multiple reflections occur between the surface of the light-receiving element and the light-shielding film, and the O
The light is suppressed from entering the portion B. Further, by providing the dummy pixel section in this way, it is possible to suppress the photocharge overflowing from the photoelectric conversion section from flowing into the OB section.
【0016】しかし、上記先行技術文献1での方法で
は、信号の基準レベルを、CCD出力におけるOB部出
力(OBレベル)に設定していないので、電荷転送動作
の有無による、映像信号部での黒レベルと、OBレベル
の代わりに用いている擬似的な黒基準レベルとのレベル
差が生じやすい。このため強い光ではなく、通常光レベ
ルを扱う場合には、このレベル差は、後段の信号処理で
あるAGC(AutomaticGain Control)処理によるゲイ
ン調整の結果、カメラのビデオ出力でのペデスタルレベ
ルの変動を引き起こすこととなる。However, in the method of the above-mentioned prior art document 1, since the reference level of the signal is not set to the OB section output (OB level) in the CCD output, the video signal section in the video signal section depends on the presence or absence of the charge transfer operation. A level difference is likely to occur between the black level and the pseudo black reference level used instead of the OB level. For this reason, when the normal light level is used instead of the strong light, this level difference causes the fluctuation of the pedestal level in the video output of the camera as a result of the gain adjustment by the AGC (Automatic Gain Control) processing which is the signal processing in the subsequent stage. Will cause.
【0017】つまり、AGC回路は、微小なレベルから
通常レベルまでの範囲のCCD出力に対しては、そのゲ
インを大きくし、一方、強い光に対する高いレベルのC
CD出力に対しては、そのゲインを小さくするように構
成されているので、CCD出力のOBレベルに代えて、
CCD出力以外の擬似的な信号レベルを黒基準レベルと
して用いた場合、この擬似的な信号レベルは、光電変換
画素部での黒レベルとはずれたままで増幅されることが
ある。That is, the AGC circuit increases the gain for CCD output in a range from a minute level to a normal level, while the AGC circuit has a high level C for strong light.
Since it is configured to reduce the gain for the CD output, instead of the OB level of the CCD output,
When a pseudo signal level other than the CCD output is used as the black reference level, the pseudo signal level may be amplified while being deviated from the black level in the photoelectric conversion pixel section.
【0018】その結果として、暗いシーンではビデオ信
号におけるペデスタルが上がり、逆に明るいシーンでは
ペデスタルが下がる現象になり、表示画面上でのコント
ラストが劣化することとなる。As a result, the pedestal in the video signal rises in a dark scene, while the pedestal falls in a bright scene, resulting in deterioration of the contrast on the display screen.
【0019】また、この先行技術文献1の方法では、O
B部を特殊な構造とする必要があり、特に先行技術文献
2の方法では、ダミー画素部を設ける必要があり、これ
らの方法では、固体撮像装置として、CCD部が通常の
構成のものを用いることができない。Further, according to the method of the prior art document 1, O
Part B needs to have a special structure, and in particular, in the method of the prior art document 2, it is necessary to provide a dummy pixel part. In these methods, a solid-state imaging device having a normal CCD part is used. I can't.
【0020】また、特開平5−176236号公報(先
行技術文献3)には、CCD撮像回路において、OBレ
ベルのスミア成分による異常を検出して、異常がある時
はCCDの基板電圧を上げ、異常状態を回避するように
したものが開示されている。しかし、この方法では、異
常発生時には基板電圧を上げることからCCDの飽和電
圧が全体的に下がり、画素間でのCCDの飽和レベルの
差が画面上に現れやすくなる。つまりもともとCCDの
飽和レベルが小さい画素では、蓄積される光電荷が極め
て少なくなり、画面上に黒点となって現れる可能性があ
る。Further, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-176236 (Prior Art Document 3), an abnormality due to a smear component of an OB level is detected in a CCD image pickup circuit, and when there is an abnormality, the substrate voltage of the CCD is raised, A device for avoiding an abnormal state is disclosed. However, in this method, the substrate voltage is raised when an abnormality occurs, so that the saturation voltage of the CCD is entirely lowered, and the difference in the saturation level of the CCD between pixels is likely to appear on the screen. That is, in a pixel in which the saturation level of the CCD is originally small, the amount of accumulated photocharge is extremely small, and it may appear as a black dot on the screen.
【0021】しかもこの文献3記載のものでは、OBレ
ベルのスミア成分による異常検出を、CCD出力のOB
部の信号レベルと、CCD出力の水平ブランキング部の
出力レベルとを比較して行っているため、サンプルホー
ルド回路及びピークホールド回路としてそれぞれ、該O
B部及び水平ブランキング部に対応するものが必要とな
り、異常検出のための回路構成が複雑となる。In addition, in the one described in this Document 3, the abnormality detection by the smear component of the OB level is detected by the OB of the CCD output.
Since the signal level of the section is compared with the output level of the horizontal blanking section of the CCD output, the sample and hold circuits and the peak and hold circuits respectively perform the O conversion.
A unit corresponding to the B section and the horizontal blanking section is required, and the circuit configuration for abnormality detection becomes complicated.
【0022】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたものであり、過大光量の光の入射による
OBレベルの変動を、簡単な回路構成により検出するこ
とができる固体撮像装置の信号処理回路を得ることを目
的とする。The present invention has been made in order to solve the above problems, and provides a solid-state image pickup device capable of detecting a change in the OB level due to the incidence of an excessively large amount of light with a simple circuit configuration. The purpose is to obtain a signal processing circuit.
【0023】また、本発明は、CCD部を特殊な構成と
したり、OBレベルの異常発生時にCCDの基板電圧を
変更する構成を採用したりすることなく、過大光量の光
の入射によりOBレベルが変動した場合のOBクランプ
回路での誤動作を回避して、違和感のない画質の良好な
表示画面を得ることができる固体撮像装置の信号処理回
路を得ることを目的とする。Further, according to the present invention, the OB level can be increased by the incidence of an excessive amount of light without the CCD part having a special structure or the structure in which the substrate voltage of the CCD is changed when the OB level is abnormal. An object of the present invention is to obtain a signal processing circuit of a solid-state image pickup device which can avoid a malfunction in the OB clamp circuit when it fluctuates and can obtain a display screen with a good image quality without a feeling of strangeness.
【0024】[0024]
【課題を解決するための手段】この発明(請求項1)に
係る固体撮像装置の信号処理回路は、遮光画素部を有す
るCCD型固体撮像素子からのCCD出力に基づく画像
再生用信号及び所定のタイミング信号を受け、該画像再
生用信号に対してその所定期間の信号レベルを基準レベ
ルに合わせるクランプ処理を行う機能を備えたものであ
る。A signal processing circuit of a solid-state image pickup device according to the present invention (claim 1) includes an image reproduction signal based on a CCD output from a CCD type solid-state image pickup device having a light-shielding pixel portion and a predetermined signal. It is provided with a function of receiving a timing signal and performing a clamping process for adjusting the signal level of the image reproduction signal for a predetermined period to a reference level.
【0025】そして、この固体撮像装置の信号処理回路
は、該画像再生用信号の遮光画素部に対応するOB期間
の信号レベルを基準レベルに合わせるクランプ処理を、
該OB期間に同期したOBクランプパルスを用いて行う
異常検出用クランプ回路と、該異常検出用クランプ回路
の出力の、該基準レベル以下の最小レベルを検波する検
波手段と、該検波出力の最小レベルと該基準レベルに相
当する比較基準レベルとを比較する比較手段とを備えて
いる。そのことにより上記目的が達成される。Then, the signal processing circuit of this solid-state image pickup device performs a clamping process for adjusting the signal level of the image reproduction signal in the OB period corresponding to the light-shielded pixel portion to a reference level.
A clamp circuit for abnormality detection performed using an OB clamp pulse synchronized with the OB period, detection means for detecting the minimum level of the output of the clamp circuit for abnormality detection which is equal to or lower than the reference level, and the minimum level of the detection output. And a comparison means for comparing the comparison reference level corresponding to the reference level. Thereby, the above object is achieved.
【0026】この発明(請求項2)は、上記請求項1記
載の固体撮像装置の信号処理回路において、前記OBク
ランプパルスに基づいて、該画像再生用信号の、該OB
期間以外の水平ブランキング期間に同期した補助クラン
プパルスを発生するパルス発生手段と、前記比較手段か
らの出力信号に基づいて、前記タイミング信号を該OB
クランプパルスと該補助クランプパルスとの間で切り換
える信号切換手段とを備え、前記検波出力の最小レベル
が該比較基準レベルより小さい時には、前記画像再生用
信号に対してその水平ブランキング期間の信号レベルを
前記基準レベルに合わせるクランプ処理を行うよう構成
したものである。According to a second aspect of the present invention, in the signal processing circuit of the solid-state image pickup device according to the first aspect, the OB of the image reproduction signal is generated based on the OB clamp pulse.
The timing signal based on the output signal from the pulse generating means for generating an auxiliary clamp pulse synchronized with the horizontal blanking period other than the period and the comparing means.
A signal switching means for switching between a clamp pulse and the auxiliary clamp pulse, and when the minimum level of the detection output is smaller than the comparison reference level, the signal level of the image reproduction signal during the horizontal blanking period. Is configured to be clamped so as to match the reference level.
【0027】この発明(請求項3)は、上記請求項1記
載の固体撮像装置の信号処理回路において、前記クラン
プ処理機能として、前記画像再生用信号に対してそのO
B期間の信号レベルを前記基準レベルに合わせるクラン
プ処理を行う信号処理用クランプ回路を備え、かつ前記
検波手段からの検波出力を受け、該検波出力の最小レベ
ルに応じた振幅を有し、かつパルス区間が前記OBクラ
ンプパルスに同期した補正用パルス信号を生成するパル
ス信号生成回路と、前記比較手段からの出力信号に基づ
いて、該補正用パルス信号を前記画像再生用信号と重畳
して該信号処理用クランプ回路に供給する加算回路とを
備え、前記検波出力の最小レベルが該比較基準レベルよ
り小さい時には、前記画像再生用信号のOB期間の信号
レベルを該補正用パルス信号により補正するよう構成し
たものである。According to a third aspect of the present invention, in the signal processing circuit of the solid-state image pickup device according to the first aspect, as the clamp processing function, an O signal for the image reproduction signal is output.
A signal processing clamp circuit for performing a clamping process for adjusting the signal level of the period B to the reference level, receiving a detection output from the detection means, and having an amplitude corresponding to the minimum level of the detection output, and a pulse A pulse signal generation circuit that generates a correction pulse signal whose section is synchronized with the OB clamp pulse, and the correction pulse signal is superimposed on the image reproduction signal based on the output signal from the comparison means. An adder circuit for supplying to a processing clamp circuit, and when the minimum level of the detection output is smaller than the comparison reference level, the signal level of the image reproduction signal in the OB period is corrected by the correction pulse signal. It was done.
【0028】以下、本発明の作用について説明する。Hereinafter, the operation of the present invention will be described.
【0029】この発明(請求項1)においては、画像再
生用信号の遮光画素部に対応するOB期間の信号レベル
を基準レベルに合わせるクランプ処理を、該OB期間に
同期したOBクランプパルスを用いて行う異常検出用ク
ランプ回路と、該クランプ回路の出力の、該基準レベル
以下の最小レベルを検波する検波手段とを備え、該検波
出力の最小レベルと比較基準レベルとを比較するように
したから、従来の、OBレベルの異常検出を、CCD出
力のOB部の信号レベルと、CCD出力の水平ブランキ
ング部の出力レベルとを比較して行うものに比べて、過
大光量の光の入射によるOBレベルの変動を、簡単な回
路構成により検出することができる。In the present invention (claim 1), the clamp processing for adjusting the signal level of the image reproduction signal in the OB period corresponding to the light-shielded pixel portion to the reference level is performed by using the OB clamp pulse synchronized with the OB period. An abnormality detection clamp circuit is provided, and an output of the clamp circuit is provided with detection means for detecting a minimum level equal to or lower than the reference level, and the minimum level of the detection output is compared with a comparison reference level. The OB level due to the incidence of an excessively large amount of light is compared to the conventional method of detecting the abnormality of the OB level by comparing the signal level of the OB section of the CCD output with the output level of the horizontal blanking section of the CCD output. Can be detected with a simple circuit configuration.
【0030】この発明(請求項2)においては、前記検
波出力の最小レベルが比較基準レベルより小さい時に
は、前記画像再生用信号に対してその水平ブランキング
期間の信号レベルを前記基準レベルに合わせるクランプ
処理を行うようにしたので、過大光量の光の入射時に
も、表示画面が暗い画面になって画質劣化を起こすこと
が無く、被写体に応じた画面が得られる。In the present invention (claim 2), when the minimum level of the detection output is smaller than the comparison reference level, the clamp for adjusting the signal level of the image reproduction signal in the horizontal blanking period to the reference level. Since the processing is performed, even when an excessive amount of light is incident, the display screen does not become a dark screen and image quality is not deteriorated, and a screen suitable for the subject can be obtained.
【0031】この発明(請求項3)においては、前記検
波出力の最小レベルが比較基準レベルより小さい時に
は、前記画像再生用信号のOB期間の信号レベルを補正
用パルス信号により補正するようにしたので、画面上の
黒レベルの基準を作るクランプ回路には、正常動作時の
OBレベルが入力されることとなり、過大光量の入力時
にも表示画面が暗い画面になる画質劣化を起こすことが
なく、被写体に応じた画面が得られる。In the present invention (claim 3), when the minimum level of the detection output is smaller than the comparison reference level, the signal level of the image reproduction signal in the OB period is corrected by the correction pulse signal. The OB level during normal operation is input to the clamp circuit that creates the black level reference on the screen, and the display screen becomes dark even when an excessive amount of light is input. A screen corresponding to is obtained.
【0032】[0032]
【発明の実施の形態】まず、本発明の基本原理について
説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, the basic principle of the present invention will be described.
【0033】本発明(請求項1)の固体撮像装置の信号
処理回路では、CCD出力を処理するCDS回路の出力
を受け、そのOB期間における信号レベルを基準電圧
(Vc)でクランプするクランプ回路の後段側の信号処
理系統は、CDS出力に対する主処理回路系と、OBレ
ベルの異常検出用の回路系の2系統に分かれている。In the signal processing circuit of the solid-state image pickup device of the present invention (claim 1), a clamp circuit for receiving the output of the CDS circuit for processing the CCD output and clamping the signal level during the OB period with the reference voltage (Vc). The signal processing system on the subsequent stage side is divided into two systems, a main processing circuit system for the CDS output and a circuit system for detecting an OB level abnormality.
【0034】主信号処理系では、上記CDS出力のクラ
ンプ処理を行うクランプ回路の後段側で、該CDS出力
に対して、ガンマ補正、ペデスタル補正、同期信号重畳
などの処理がなされ、映像信号として出力される。In the main signal processing system, the CDS output is subjected to gamma correction, pedestal correction, synchronization signal superimposition, etc. on the subsequent stage of the clamp circuit for clamping the CDS output, and is output as a video signal. To be done.
【0035】一方、OBレベルの異常検出用の回路系で
は、上記CDS出力のクランプ処理を行うクランプ回路
の後段側には、CDS出力に対して、基準電圧Vcに対
する負のピーク電圧を検出する検波回路が設けられてい
る。ここでクランプ回路では、CCD出力のOB部分に
不要な過剰電荷が発生した場合、その不要な過剰電荷に
より変動したOBレベルを基準電圧Vcに合わせるが、
この時、水平ブランキング期間や映像信号期間には、そ
の基準電圧Vc以下の信号成分があることから、このレ
ベルを負のピーク検波回路で検出し、コンパレータで比
較基準電圧Vc′と比較する。そして比較基準電圧以下
のレベルが生じた場合、即ち、OBレベルの異常が発生
した場合に、コンパレータ出力は、OBレベルの異常が
発生していない正常な場合と較べて変化する(Hi,L
owの出力が変化する)ようになっている。これによ
り、OBレベルに異常が発生したことを検出する。On the other hand, in the circuit system for detecting the abnormality of the OB level, the detection circuit for detecting the negative peak voltage with respect to the reference voltage Vc is detected for the CDS output at the latter stage side of the clamp circuit for performing the clamp processing of the CDS output. A circuit is provided. Here, in the clamp circuit, when unnecessary excess charges are generated in the OB portion of the CCD output, the OB level changed by the unnecessary excess charges is adjusted to the reference voltage Vc.
At this time, in the horizontal blanking period and the video signal period, since there is a signal component equal to or lower than the reference voltage Vc, this level is detected by the negative peak detection circuit and compared with the comparison reference voltage Vc 'by the comparator. When a level equal to or lower than the comparison reference voltage occurs, that is, when an OB level abnormality occurs, the comparator output changes (Hi, L) as compared with a normal case in which no OB level abnormality occurs.
The output of ow changes). As a result, it is detected that an abnormality has occurred in the OB level.
【0036】また、本発明(請求項2)は、上記OBレ
ベルの異常発生を示す信号に基づいて、主信号処理系の
映像信号用クランプ回路のクランプパルスを切り替える
ものである。つまり、OBレベルに異常のない正常動作
状態では、上記映像信号用クランプ回路のクランプパル
スとして、CCD出力のOB期間に同期したOBクラン
プパルスを使用し、OBレベルに異常が発生した場合に
は、上記映像信号用クランプ回路のクランプパルスとし
て、CCD出力における水平ブランキング期間に同期し
たクランプパルスを使用するようにしている。Further, according to the present invention (claim 2), the clamp pulse of the video signal clamp circuit of the main signal processing system is switched based on the signal indicating the occurrence of the abnormality of the OB level. That is, in a normal operation state where there is no abnormality in the OB level, the OB clamp pulse synchronized with the OB period of the CCD output is used as the clamp pulse of the video signal clamp circuit, and when an abnormality occurs in the OB level, As the clamp pulse for the video signal clamp circuit, a clamp pulse synchronized with the horizontal blanking period in the CCD output is used.
【0037】さらに、本発明(請求項3)は、上記OB
レベルの異常発生を示す信号に基づいて、主信号処理系
の映像信号用クランプ回路の入力ノードで、CDS出力
のOB期間の信号レベルに、OBレベルの変動量に応じ
たパルス振幅を有し、クランプパルスと同期したパルス
信号を重畳し、該CDS出力のクランプ箇所を通常時の
レベルに補正してからCDS出力のOB期間の信号レベ
ルをクランプするようにしたものである。Furthermore, the present invention (claim 3) provides the above-mentioned OB.
On the basis of a signal indicating the occurrence of an abnormal level, at the input node of the video signal clamp circuit of the main signal processing system, the signal level in the OB period of the CDS output has a pulse amplitude according to the amount of fluctuation of the OB level, A pulse signal synchronized with the clamp pulse is superimposed, the clamped portion of the CDS output is corrected to the normal level, and then the signal level of the OB period of the CDS output is clamped.
【0038】つまり、この発明の固体撮像装置の信号処
理回路では、上記ピーク検波回路の出力と比較基準電圧
Vc′とのレベル差を検出するオペアンプと、OBクラ
ンプパルス(OB期間に同期したもの)を反転する回路
とを有し、その反転パルスの振幅をOB異常検波出力と
基準電圧Vcとのレベル差により増減するようにしてい
る。そして、該反転パルスは、主信号処理系における映
像信号用クランプ回路の前段に設けられた加算回路によ
り、CDS信号のOB期間の信号レベルに重畳される。That is, in the signal processing circuit of the solid-state image pickup device of the present invention, an operational amplifier for detecting the level difference between the output of the peak detection circuit and the comparison reference voltage Vc 'and an OB clamp pulse (synchronized with the OB period). , And the amplitude of the inverted pulse is increased / decreased by the level difference between the OB abnormal detection output and the reference voltage Vc. Then, the inversion pulse is superimposed on the signal level of the CDS signal in the OB period by the addition circuit provided in the preceding stage of the video signal clamp circuit in the main signal processing system.
【0039】以下、本発明の実施形態について説明す
る。Embodiments of the present invention will be described below.
【0040】(実施形態1)図1は本発明の実施形態1
による固体撮像装置の信号処理回路の構成を示す図であ
り、図2は上記信号処理回路の動作を説明するための信
号波形図である。図において、図5と同一符号は従来の
ビデオカメラ200と同一のものを示している。100
aは本実施形態1のCCD型ビデオカメラに搭載された
信号処理回路であり、遮光画素部を有するCCD型固体
撮像素子からのCCD出力を処理するCDS回路201
と、該CDS出力とともに所定のタイミング信号Stを
受け、該タイミング信号Stに基づいて、CDS出力に
対して、その所定の信号期間の信号レベルをビデオ信号
処理における基準の黒レベル(基準電圧Vc)に合わせ
るクランプ処理を行う第1のクランプ回路101とを備
えている。(Embodiment 1) FIG. 1 shows Embodiment 1 of the present invention.
2 is a diagram showing a configuration of a signal processing circuit of the solid-state image pickup device according to FIG. 2, and FIG. 2 is a signal waveform diagram for explaining the operation of the signal processing circuit. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 5 denote the same parts as those of the conventional video camera 200. 100
Reference numeral a denotes a signal processing circuit mounted on the CCD video camera according to the first embodiment, which is a CDS circuit 201 for processing a CCD output from a CCD solid-state imaging device having a light-shielding pixel section.
And a predetermined timing signal St together with the CDS output, and based on the timing signal St, the signal level of the predetermined signal period for the CDS output is a reference black level (reference voltage Vc) in the video signal processing. And a first clamp circuit 101 for performing a clamp process according to the above.
【0041】また上記信号処理回路100aは、該遮光
画素部に対応するOB期間の信号レベル(OBレベル)
を、該OB期間に同期した基準クランプパルスCP1を
用いて上記基準電圧Vcに合わせる異常検出用クランプ
回路102と、該クランプ回路102の出力の、基準電
圧Vc以下の最小レベルを検波する検波回路103と、
該検波出力の電位レベルと比較基準電位Vc′とを比較
するオペアンプ(比較回路)104とを備えている。な
お、上記比較基準電圧Vc′は、回路動作が不安定とな
らないよう基準電圧Vcとは異なったレベルに設定して
いる。また、107は、上記各クランプ回路101及び
102にクランプ動作の基準となる基準電圧Vcを供給
する電源である。Further, the signal processing circuit 100a has a signal level (OB level) in the OB period corresponding to the light-shielded pixel portion.
To the reference voltage Vc by using the reference clamp pulse CP1 synchronized with the OB period, and a detection circuit 103 for detecting the minimum level of the output of the clamp circuit 102 which is equal to or lower than the reference voltage Vc. When,
An operational amplifier (comparator circuit) 104 for comparing the potential level of the detection output with the comparison reference potential Vc 'is provided. The comparison reference voltage Vc 'is set to a level different from the reference voltage Vc so that the circuit operation does not become unstable. Reference numeral 107 is a power supply that supplies a reference voltage Vc, which serves as a reference for the clamp operation, to each of the clamp circuits 101 and 102.
【0042】ここで、上記検波回路103は、カソード
が上記第2のクランプ回路102の出力に接続されたダ
イオードD1と、そのアノードと上記電源107との間
に接続された抵抗R1と、該アノードと接地電位との間
に接続されたコンデンサC1とから構成されている。ま
た、上記ダイオードD1のアノードは、抵抗R2を介し
て、上記オペアンプ104の反転入力に接続されてい
る。また該オペアンプ104の非反転入力は、上記電源
107と接地との間に直列に接続された抵抗R3及びR
4の接続点に接続されている。Here, in the detection circuit 103, the cathode is connected to the output of the second clamp circuit 102, the diode D1, the resistor R1 connected between the anode and the power source 107, and the anode. And a capacitor C1 connected between the ground and the ground potential. The anode of the diode D1 is connected to the inverting input of the operational amplifier 104 via the resistor R2. The non-inverting input of the operational amplifier 104 has resistors R3 and R connected in series between the power source 107 and the ground.
It is connected to four connection points.
【0043】さらに、上記信号処理回路100aは、上
記CCD出力のOB期間に同期したOBクランプパルス
CP1をA入力に受け、このパルスCP1に基づいて、
該CCD出力の、該OB期間以外の水平ブランキング期
間に同期した補助クランプパルスCP2をそのQ出力か
ら出力する単安定マルチバイブレータ105と、上記オ
ペアンプ104からの出力信号Vsに基づいて、上記タ
イミング信号Stを、該OBクランプパルスCP1と該
補助クランプパルスCP2との間で切り換えるスイッチ
回路106とを備えている。ここで上記単安定マルチバ
イブレータ105の出力の時定数を決める端子と回路の
電源との間には、抵抗R5及びコンデンサC2が直列に
接続されており、さらにこれら接続点は上記マルチバイ
ブレータ105の他の電源側端子に接続されている。な
お、マルチバイブレータ105の接地側端子は接地され
ている。Further, the signal processing circuit 100a receives an OB clamp pulse CP1 synchronized with the OB period of the CCD output at its A input, and based on this pulse CP1,
Based on the output signal Vs from the monostable multivibrator 105 that outputs the auxiliary clamp pulse CP2 synchronized with the horizontal blanking period other than the OB period of the CCD output from its Q output, the timing signal A switch circuit 106 for switching St between the OB clamp pulse CP1 and the auxiliary clamp pulse CP2 is provided. A resistor R5 and a capacitor C2 are connected in series between the terminal that determines the time constant of the output of the monostable multivibrator 105 and the power supply of the circuit, and these connection points are different from those of the multivibrator 105. Is connected to the power supply side terminal of. The ground side terminal of the multivibrator 105 is grounded.
【0044】そして上記信号処理回路100aでは、上
記検波出力の最小レベルVpが比較基準電位Vc′より
小さい時には、前記CCD出力の水平ブランキング期間
の信号レベルをクランプするようになっている。In the signal processing circuit 100a, when the minimum level Vp of the detection output is smaller than the comparison reference potential Vc ', the signal level of the CCD output in the horizontal blanking period is clamped.
【0045】次に動作について説明する。Next, the operation will be described.
【0046】OB部への電荷の溢れ出しが発生していな
い標準的な光量の光の入射状態(図2(a)参照)で
は、OBレベルは、映像信号の黒レベルと一致してお
り、図1に示すダイオードD1によるピーク検波出力V
pは、常に比較基準電圧Vc′より高い正のレベルにな
る。なお、この実施形態1ではコンパレータ入力の比較
基準電圧Vc′は誤動作を防ぐため、基準電圧Vcより
僅かに低めの値にしている。この結果コンパレータ出力
VsはLOWレベル(0V)になり、スイッチ回路10
6の出力は、通常のOB期間の信号レベルをクランプす
るOBクランプパルスCP1となる。In a state where a standard amount of light does not overflow into the OB portion (see FIG. 2A), the OB level matches the black level of the video signal, Peak detection output V by diode D1 shown in FIG.
p is always at a positive level higher than the comparison reference voltage Vc '. In the first embodiment, the comparison reference voltage Vc 'input to the comparator is set to a value slightly lower than the reference voltage Vc in order to prevent malfunction. As a result, the comparator output Vs becomes LOW level (0V), and the switch circuit 10
The output of 6 becomes the OB clamp pulse CP1 that clamps the signal level in the normal OB period.
【0047】一方、過大光量の光の照射状態(図2
(b)参照)では、OBレベルが不要な光電荷により変
動した場合、クランプ回路102では、上記基準クラン
プパルスCP1により、CCD出力の、レベル変動した
OB期間の信号レベルが基準電圧Vcでクランプされる
ことになり、映像信号期間の黒レベルは基準電圧Vc以
下になる。この結果、ダイオードD1によるピーク検波
出力Vpは基準比較電圧Vc’より低い値になる。On the other hand, the irradiation state of an excessive amount of light (see FIG.
In (b)), when the OB level fluctuates due to unnecessary photocharges, the clamp circuit 102 clamps the signal level of the CCD output during the OB period in which the level has fluctuated to the reference voltage Vc by the reference clamp pulse CP1. Therefore, the black level during the video signal period becomes equal to or lower than the reference voltage Vc. As a result, the peak detection output Vp of the diode D1 becomes lower than the reference comparison voltage Vc '.
【0048】該コンパレータ104では、比較基準電圧
Vc’と上記ピーク検波出力Vpとが比較される。この
場合、コンパレータ出力Vsはハイレベルになり、これ
によりスイッチ回路106は、第1のクランプ回路10
1に供給されるタイミング信号Stを、第1のクランプ
パルスCP1から、単安定マルチバイブレータ105で
作られる第2のクランプパルスCP2に切り替える。The comparator 104 compares the comparison reference voltage Vc 'with the peak detection output Vp. In this case, the comparator output Vs becomes high level, which causes the switch circuit 106 to move to the first clamp circuit 10
The timing signal St supplied to 1 is switched from the first clamp pulse CP1 to the second clamp pulse CP2 generated by the monostable multivibrator 105.
【0049】この第2のクランプパルスCP2は、過大
光量の入射時でも不要な光電荷によるレベル変動が生じ
ない水平ブランキング期間に同期したものである。この
結果、第1のクランプ回路101は第2のクランプパル
スCP2によりCDS出力の水平ブランキング期間の信
号レベルをクランプする。The second clamp pulse CP2 is synchronized with the horizontal blanking period in which the level fluctuation due to unnecessary photocharge does not occur even when an excessive amount of light is incident. As a result, the first clamp circuit 101 clamps the signal level of the CDS output in the horizontal blanking period by the second clamp pulse CP2.
【0050】このように本実施形態1では、CCD出力
のOBレベルに不要信号が発生しない通常の標準的な光
量の入射状態でCCDが動作している場合は、第2のク
ランプ回路102の出力Skでは、図2(a)に示すよ
うに、映像信号期間の信号レベルが常にOBレベルより
大きい正のレベルとなり、負信号ピーク検波回路103
の出力Vpは比較基準電圧Vc′以下になることはな
く、この時スイッチ回路106は、コンパレータ出力V
sに基づいて、通常のOBクランプ動作を行うための第
1のクランプパルスCP1をタイミング信号Stとして
上記第1のクランプ回路101に供給する。As described above, in the first embodiment, when the CCD operates in the normal standard incident state of the amount of light in which no unnecessary signal is generated at the OB level of the CCD output, the output of the second clamp circuit 102 is output. In Sk, as shown in FIG. 2A, the signal level in the video signal period is always a positive level higher than the OB level, and the negative signal peak detection circuit 103
Of the comparator output Vp does not fall below the comparison reference voltage Vc '.
Based on s, the first clamp pulse CP1 for performing the normal OB clamp operation is supplied to the first clamp circuit 101 as the timing signal St.
【0051】一方、過大光量の光がCCD撮像部に入射
し、CCDのOB部に不要な光電荷が溢れ出した場合、
OBレベルが上がり、このためCDS処理後のOBクラ
ンプされた信号Skでは、図2(b)に示すように、O
Bレベルより小さい負の信号レベルが得られ、ピーク検
波回路103の出力Vpとしては、比較基準電圧Vc′
以下の信号が発生する。この時、スイッチ回路106は
該コンパレータ出力Vsに基づいて、水平ブランキング
期間の信号レベルをクランプするための第2のクランプ
パルスCP2をタイミング信号Stとして上記第1のク
ランプ回路101に供給する。On the other hand, when an excessive amount of light is incident on the CCD image pickup section and unnecessary photocharges overflow into the OB section of the CCD,
The OB level rises. Therefore, in the OB-clamped signal Sk after the CDS processing, as shown in FIG.
A negative signal level smaller than the B level is obtained, and the output Vp of the peak detection circuit 103 is the comparison reference voltage Vc '.
The following signals are generated. At this time, the switch circuit 106 supplies the second clamp pulse CP2 for clamping the signal level in the horizontal blanking period to the first clamp circuit 101 as the timing signal St based on the comparator output Vs.
【0052】これにより過大光入力時にも暗い画面にな
る画質劣化を起こすことが無く、被写体に応じた画面が
得られる。As a result, even if an excessive amount of light is input, a dark screen is not generated, and the image quality is not deteriorated, and a screen suitable for the subject can be obtained.
【0053】(実施形態2)図3は本発明の実施形態2
による固体撮像装置の信号処理回路の構成を示す図であ
り、図4は上記信号処理回路の動作を説明するための信
号波形図である。図において、100bは本実施形態2
のCCD型ビデオラメラに搭載された信号処理回路であ
り、遮光画素部を有するCCD型固体撮像素子からのC
CD出力を処理するCDS回路201と、該CDS回路
201の出力に抵抗R11を介して接続されたインピー
ダンス変換回路118と、該変換回路の出力とともにク
ランプパルスCP1を受け、このクランプパルスCP1
に基づいて、該CDS出力に対してそのOBレベルをビ
デオ信号処理における基準の黒レベル(基準電圧Vc)
に合わせるクランプ処理を行う第1のクランプ回路11
1とを備えている。(Second Embodiment) FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention.
5 is a diagram showing a configuration of a signal processing circuit of the solid-state imaging device according to FIG. 4, and FIG. 4 is a signal waveform diagram for explaining the operation of the signal processing circuit. In the figure, 100b is the second embodiment.
Is a signal processing circuit mounted on the CCD type video lamella of the above, and is a C from the CCD type solid-state image pickup device having a light-shielding pixel section.
A CDS circuit 201 that processes a CD output, an impedance conversion circuit 118 connected to the output of the CDS circuit 201 via a resistor R11, a clamp pulse CP1 together with the output of the conversion circuit, and the clamp pulse CP1
Based on the above, the OB level of the CDS output is set to the reference black level (reference voltage Vc) in the video signal processing.
Clamp circuit 11 for performing clamp processing according to
1 is provided.
【0054】ここで、上記変換回路118は、そのベー
スが抵抗R11を介して上記CDS回路201の出力に
接続され、コレクタが電源に接続されたトランジスタ1
18aと、該トランジスタ118aのエミッタと接地電
位との間に接続された抵抗R13とからなり、該エミッ
タが上記第1のクランプ回路111の入力に接続されて
いる。この第1のクランプ回路111の出力Sk1は、
ビデオ信号を生成するための信号処理部に供給される。In the conversion circuit 118, the base of the conversion circuit 118 is connected to the output of the CDS circuit 201 through the resistor R11, and the collector of the conversion circuit 118 is connected to the power supply.
18a and a resistor R13 connected between the emitter of the transistor 118a and the ground potential, and the emitter is connected to the input of the first clamp circuit 111. The output Sk1 of the first clamp circuit 111 is
It is supplied to a signal processing unit for generating a video signal.
【0055】また、上記信号処理回路100bは、CD
S出力に対して、そのOBレベルをOBクランプパルス
CP1を用いて上記基準電圧Vcに合わせるクランプ処
理を行う異常検出用クランプ回路(第2のクランプ回
路)112と、該クランプ回路112の出力Sk2の、
該基準電圧Vcより小さい負のピークレベルを検波する
検波回路113と、該検波出力の電位レベルVpと比較
基準電圧Vc′とを比較するオペアンプ(比較回路)1
14とを備えている。なお、117は、上記各クランプ
回路111及び112にクランプ動作の基準となる基準
電位Vcを供給する電源である。The signal processing circuit 100b is a CD
For the S output, an abnormality detection clamp circuit (second clamp circuit) 112 that performs a clamp process of adjusting the OB level to the reference voltage Vc by using the OB clamp pulse CP1 and an output Sk2 of the clamp circuit 112. ,
A detection circuit 113 for detecting a negative peak level smaller than the reference voltage Vc, and an operational amplifier (comparison circuit) 1 for comparing the potential level Vp of the detection output with the comparison reference voltage Vc '.
14 is provided. Reference numeral 117 is a power supply that supplies a reference potential Vc to the clamp circuits 111 and 112, which serves as a reference for the clamp operation.
【0056】また、上記検波回路113は、カソードが
上記第2のクランプ回路112の出力に接続されたダイ
オードD11と、そのアノードと接地電位との間に接続
されたコンデンサC11とから構成されている。また、
上記ダイオードD11のアノードは、抵抗R14を介し
て、上記オペアンプ114の反転入力に接続されてい
る。また該オペアンプ114の非反転入力は、上記電源
117と接地との間に直列に接続された抵抗R15及び
R16の接続点に接続されている。The detection circuit 113 is composed of a diode D11 having a cathode connected to the output of the second clamp circuit 112 and a capacitor C11 connected between the anode and the ground potential. . Also,
The anode of the diode D11 is connected to the inverting input of the operational amplifier 114 via the resistor R14. The non-inverting input of the operational amplifier 114 is connected to the connection point of the resistors R15 and R16 connected in series between the power supply 117 and the ground.
【0057】さらに、上記信号処理回路100bは、上
記検波回路113の出力とクランプパルスCP1とを受
け、上記補償用パルス信号CPBを発生するパルス信号
生成回路120と、上記オペアンプ114からの出力信
号Vsに基づいて、上記補償用パルス信号CPBをCD
S出力に加算する加算手段とを有している。Further, the signal processing circuit 100b receives the output of the detection circuit 113 and the clamp pulse CP1 and generates a pulse signal CPB for compensation, a pulse signal generation circuit 120, and an output signal Vs from the operational amplifier 114. Based on the
And an adding means for adding to the S output.
【0058】ここで、該パルス信号生成回路120は、
その非反転入力に上記検波回路113の出力が抵抗R1
7を介して供給され、その反転入力に抵抗R21を介し
てクランプパルスCP1を受けるオペアンプ115と、
該オペアンプ115の反転入力と出力との間に接続され
た抵抗R20と、上記非反転入力と反転入力との間に直
列に接続された抵抗R18及びR19とから構成されて
いる。該両抵抗R18及びR19の接続点は電源117
に接続されている。ここでは、上記抵抗R20及びR2
1の値の変更により、オペアンプ115の出力レベルを
調整することができる。また、上記加算手段は、上記オ
ペアンプ114の出力に接続されたスイッチ116a
と、一端がスイッチ114の出力端子に接続されたコン
デンサC12と、該コンデンサC12の他端と上記イン
ピーダンス変換回路118の入力との間に接続された抵
抗R12とから構成されている。Here, the pulse signal generating circuit 120 is
The output of the detection circuit 113 has a resistor R1 at its non-inverting input.
An operational amplifier 115, which is supplied via 7 and receives the clamp pulse CP1 via its resistor R21 at its inverting input;
It is composed of a resistor R20 connected between the inverting input and the output of the operational amplifier 115, and resistors R18 and R19 connected in series between the non-inverting input and the inverting input. The connection point between the resistors R18 and R19 is a power supply 117.
It is connected to the. Here, the resistors R20 and R2 are
By changing the value of 1, the output level of the operational amplifier 115 can be adjusted. Further, the adding means is a switch 116a connected to the output of the operational amplifier 114.
A capacitor C12 having one end connected to the output terminal of the switch 114, and a resistor R12 connected between the other end of the capacitor C12 and the input of the impedance conversion circuit 118.
【0059】次に動作について説明する。Next, the operation will be described.
【0060】上記第2のクランプ回路112及び検波回
路113の動作は、上記実施形態1のものと同一であ
る。The operations of the second clamp circuit 112 and the detection circuit 113 are the same as those of the first embodiment.
【0061】標準的な光量が入射している正常動作状態
では、OBレベルの浮き上がりは発生せず、コンパレー
タ114の出力Vsにより、スイッチ回路116aはN
ormal側端子にオペアンプ115の出力CPBを接
続している。このため、CCD出力は、そのままCDS
回路201で処理され、さらに抵抗R11及びインピー
ダンス変換回路118を経て第1のクランプ回路111
に供給される。そしてこのクランプ回路111の出力
は、その後段にてビデオ信号の生成のための信号処理が
施される。In a normal operation state in which a standard amount of light is incident, the floating of the OB level does not occur, and the output Vs of the comparator 114 causes the switch circuit 116a to switch to N level.
The output CPB of the operational amplifier 115 is connected to the terminal on the normal side. Therefore, the CCD output is the CDS as it is.
The first clamp circuit 111 is processed by the circuit 201 and further passes through the resistor R11 and the impedance conversion circuit 118.
Is supplied to. Then, the output of the clamp circuit 111 is subjected to signal processing for generating a video signal in the subsequent stage.
【0062】一方、過大光量の光が入射し、OBレベル
が変動した場合、スイッチ回路116aは異常検出用コ
ンパレータ114の出力Vsに基づいて、オペアンプ1
15の出力CPBをHigh−Light側出力端子に
接続する。これによりオペアンプ115の出力(補償用
パルス信号)CPBが第1のクランプ回路111の前段
でCDS出力に重畳される。On the other hand, when an excessive amount of light is incident and the OB level fluctuates, the switch circuit 116a determines the operational amplifier 1 based on the output Vs of the abnormality detection comparator 114.
The output CPB of 15 is connected to the High-Light side output terminal. As a result, the output (compensation pulse signal) CPB of the operational amplifier 115 is superimposed on the CDS output in the preceding stage of the first clamp circuit 111.
【0063】つまり、図4(b)に示すように過大光量
の入射によりOBレベルが変動した時は、ピーク検波回
路113の出力信号Vpは、比較基準電圧Vc′より下
がる。また、この時、オペアンプ115からは、クラン
プパルスCP1の反転パルスCPBが出力され、この反
転パルスCPBは、基準信号Vcとピーク検波出力Vp
との差に応じて振幅が制御されたものとなっている。即
ち、OBレベルの変動の程度が大きいほど、ピーク検波
出力Vpが下がることから、オペアンプ出力CPBの振
幅は大きくなる。ここで、Vcpは上記オペアンプ11
5の反転入力のレベル、vcpは上記クランプパルスCP
1と同期して上記オペアンプ115の反転入力に現れる
パルスである。That is, as shown in FIG. 4B, when the OB level fluctuates due to the incidence of excessive light, the output signal Vp of the peak detection circuit 113 falls below the comparison reference voltage Vc '. At this time, the operational amplifier 115 outputs an inversion pulse CPB of the clamp pulse CP1, and the inversion pulse CPB is the reference signal Vc and the peak detection output Vp.
The amplitude is controlled according to the difference between and. That is, the greater the degree of fluctuation of the OB level, the lower the peak detection output Vp, and the greater the amplitude of the operational amplifier output CPB. Here, Vcp is the operational amplifier 11 described above.
5, the level of the inverting input, v cp is the clamp pulse CP
This pulse appears at the inverting input of the operational amplifier 115 in synchronization with 1.
【0064】そしてこの場合、このオペアンプ出力CP
Bは、コンデンサC11及び抵抗R12を介して、上記
CDS出力に加算されることとなる。これによりCDS
出力の波形(補正前)S1を、図4(b)に示す補正後
のCDS出力波形S2のように、OBレベルをクランプ
パルスCP1でクランプする期間だけ異常が発生してい
ない本来のOBレベルに補正することができる。この結
果、第1のクランプ回路111では、補正後のCDS出
力S2に対してクランプ処理が行われることとなり、過
剰光量の入射によりOBレベルの変動が発生していて
も、正常なクランプ動作が行われる。In this case, this operational amplifier output CP
B will be added to the CDS output via the capacitor C11 and the resistor R12. This allows CDS
The output waveform (before correction) S1 is changed to the original OB level in which no abnormality occurs during the period in which the OB level is clamped by the clamp pulse CP1, as in the corrected CDS output waveform S2 shown in FIG. 4B. Can be corrected. As a result, in the first clamp circuit 111, the clamp processing is performed on the corrected CDS output S2, and the normal clamp operation is performed even if the OB level fluctuates due to the incidence of excess light. Be seen.
【0065】このように本実施形態2では、過大光量の
入射時には、OBレベルの変動量に応じたパルス振幅を
有するOBレベル補正パルスCPBを発生させ、これを
CDS出力S1に重畳するようにしたので、過大光量の
入射時にも画面の輝度が低下して画面が暗くなる画質劣
化を回避することができ、被写体からの入射光量に応じ
た輝度でもって画像表示を行うことができる。As described above, in the second embodiment, when the excessive light amount is incident, the OB level correction pulse CPB having the pulse amplitude corresponding to the variation amount of the OB level is generated and superposed on the CDS output S1. Therefore, even when an excessive amount of light is incident, it is possible to avoid image quality deterioration in which the screen brightness is reduced and the screen is dark, and it is possible to display an image with a brightness corresponding to the amount of incident light from the subject.
【0066】[0066]
【発明の効果】以上のように本発明(請求項1)によれ
ば、過剰光量の入射によるCCD出力におけるOBレベ
ルの変動を、過剰光量の入射時のみCCD出力における
基準電圧以下の信号レベルを利用して検出するようにし
たので、誤動作のないOBレベルの異常検出を行う回路
を簡単な回路構成により実現することができる。As described above, according to the present invention (Claim 1), the fluctuation of the OB level in the CCD output due to the incidence of the excessive light quantity can be prevented from being caused by the signal level below the reference voltage in the CCD output only when the excessive light quantity is incident. Since the detection is performed by utilizing the circuit, it is possible to realize a circuit for detecting an OB level abnormality without malfunction by a simple circuit configuration.
【0067】本発明(請求項2)によれば、過大光量の
入射によりOBレベルが変動した時のみ、過大光量の入
射の影響を受けないCCD出力の水平ブランキング期間
の信号レベルをクランプするようにしたので、OBレベ
ルの変動により発生する黒レベルの変動による画面の不
安定化や、明るい被写体にもかかわらず画面が暗くなる
画質劣化を回避することができ、実際の被写体をより忠
実に画像表示することができる。According to the present invention (claim 2), the signal level in the horizontal blanking period of the CCD output which is not affected by the incidence of the excessive light amount is clamped only when the OB level changes due to the incidence of the excessive light amount. Therefore, it is possible to avoid the instability of the screen due to the change of the black level caused by the change of the OB level and the deterioration of the image quality in which the screen is dark despite the bright subject, and the image of the actual subject is more faithfully reproduced. Can be displayed.
【0068】本発明(請求項3)によれば、過大光量の
入射によるOBレベルの変動の程度に応じて、CCD出
力のOB期間の信号レベルを補正するようにしたので、
OBレベルの異常変動により発生する黒レベルの変動に
よる画面の不安定や、明るい被写体にもかかわらず画面
が暗くなる画質劣化を回避でき、実際の被写体をより忠
実に画像表示することができる。According to the present invention (Claim 3), the signal level of the CCD output in the OB period is corrected according to the degree of fluctuation of the OB level due to the incidence of the excessive light amount.
It is possible to avoid instability of the screen due to a change in the black level caused by an abnormal change in the OB level, deterioration of image quality in which the screen is dark despite a bright subject, and an image of an actual subject can be displayed more faithfully.
【図1】本発明の実施形態1による固体撮像装置の信号
処理回路の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a signal processing circuit of a solid-state imaging device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】上記実施形態1の信号処理回路の動作を説明す
るための図であり、該信号処理回路内にて処理される信
号の波形を示している。FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the signal processing circuit according to the first embodiment, showing a waveform of a signal processed in the signal processing circuit.
【図3】本発明の実施形態2による固体撮像装置の信号
処理回路の構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a signal processing circuit of a solid-state imaging device according to a second embodiment of the present invention.
【図4】上記実施形態2の信号処理回路の動作を説明す
るための図であり、該信号処理回路内にて処理される信
号の波形を示している。FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of the signal processing circuit according to the second embodiment, showing a waveform of a signal processed in the signal processing circuit.
【図5】従来の一般的な白黒CCDカメラの構成を示す
図である。FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a conventional general black-and-white CCD camera.
【図6】上記従来のCCDカメラにおけるCCD出力信
号とビデオ出力(カメラ出力)信号の波形を、正常動作
時と過大入射光によるOB異常の発生時とで対比して示
す図である。FIG. 6 is a diagram showing waveforms of a CCD output signal and a video output (camera output) signal in the above-mentioned conventional CCD camera in comparison between a normal operation and an OB abnormality due to excessive incident light.
100a,100b 信号処理回路 101,111 第1のクランプ回路 102,112 第2のクランプ回路 103,113 ピーク検波回路 104,114 コンパレータ 105 単安定マルチバイブレータ 106,116a スイッチ回路 115 コンパレータ 118 インピーダンス変換回路 120 パルス生成回路 201 CDS回路 C1,C2,C11,C12 コンデンサ D1,D11 ダイオード R1〜R5,R11〜R21 抵抗 CP1,CP2 第1,第2のクランプパルス St タイミング信号 Vc 基準電位 Vc′比較基準電圧 Vp ピーク検波出力 Vs コンパレータ出力 100a, 100b Signal processing circuit 101,111 First clamp circuit 102,112 Second clamp circuit 103,113 Peak detection circuit 104,114 Comparator 105 Monostable multivibrator 106,116a Switch circuit 115 Comparator 118 Impedance conversion circuit 120 Pulse Generation circuit 201 CDS circuit C1, C2, C11, C12 Capacitors D1, D11 Diodes R1 to R5, R11 to R21 Resistances CP1, CP2 First and second clamp pulses St Timing signal Vc Reference potential Vc 'Comparison reference voltage Vp Peak detection Output Vs Comparator output
Claims (3)
子からのCCD出力に基づく画像再生用信号及び所定の
タイミング信号を受け、該画像再生用信号に対してその
所定期間の信号レベルを基準レベルに合わせるクランプ
処理を行う機能を備えた固体撮像装置の信号処理回路で
あって、 該画像再生用信号の遮光画素部に対応するOB期間の信
号レベルを基準レベルに合わせるクランプ処理を、該O
B期間に同期したOBクランプパルスを用いて行う異常
検出用クランプ回路と、 該異常検出用クランプ回路の出力の、該基準レベル以下
の最小レベルを検波する検波手段と、 該検波出力の最小レベルと該基準レベルに相当する比較
基準レベルとを比較する比較手段とを備えた固体撮像装
置の信号処理回路。1. An image reproduction signal and a predetermined timing signal based on a CCD output from a CCD type solid-state image pickup device having a light-shielded pixel section, and a signal level of the image reproduction signal during a predetermined period is a reference level. A signal processing circuit of a solid-state image pickup device having a function of performing a clamp process for adjusting the signal level, the clamp process for adjusting a signal level of an OB period corresponding to a light-shielded pixel portion of the image reproduction signal to a reference level.
An abnormality detection clamp circuit that uses an OB clamp pulse synchronized with the B period, a detection unit that detects a minimum level of the output of the abnormality detection clamp circuit that is equal to or lower than the reference level, and a minimum level of the detection output. A signal processing circuit of a solid-state imaging device, comprising: a comparison unit that compares a comparison reference level corresponding to the reference level.
回路において、 前記OBクランプパルスに基づいて、該画像再生用信号
の、該OB期間以外の水平ブランキング期間に同期した
補助クランプパルスを発生するパルス発生手段と、 前記比較手段からの出力信号に基づいて、前記タイミン
グ信号を該OBクランプパルスと該補助クランプパルス
との間で切り換える信号切換手段とを備え、 前記検波出力の最小レベルが該比較基準レベルより小さ
い時には、前記画像再生用信号に対してその水平ブラン
キング期間の信号レベルを前記基準レベルに合わせるク
ランプ処理を行うようにした固体撮像装置の信号処理回
路。2. The signal processing circuit of the solid-state imaging device according to claim 1, wherein an auxiliary clamp pulse synchronized with a horizontal blanking period other than the OB period of the image reproduction signal is generated based on the OB clamp pulse. Pulse generating means for generating, and signal switching means for switching the timing signal between the OB clamp pulse and the auxiliary clamp pulse based on the output signal from the comparing means, and the minimum level of the detection output is A signal processing circuit of a solid-state image pickup device, which is configured to perform a clamp process of adjusting a signal level of a horizontal blanking period of the image reproduction signal to the reference level when the signal is smaller than the comparison reference level.
回路において、 前記クランプ処理機能として、前記画像再生用信号に対
してそのOB期間の信号レベルを前記基準レベルに合わ
せるクランプ処理を行う信号処理用クランプ回路を備
え、 かつ、前記検波手段からの検波出力を受け、該検波出力
の最小レベルに応じた振幅を有し、かつパルス区間が前
記OBクランプパルスに同期した補正用パルス信号を生
成するパルス信号生成回路と、 前記比較手段からの出力信号に基づいて、該補正用パル
ス信号を前記画像再生用信号と重畳して該信号処理用ク
ランプ回路に供給する加算回路とを備え、 前記検波出力の最小レベルが該比較基準レベルより小さ
い時には、前記画像再生用信号のOB期間の信号レベル
を該補正用パルス信号により補正するようにした固体撮
像装置の信号処理回路。3. The signal processing circuit of the solid-state image pickup device according to claim 1, wherein as the clamp processing function, a signal for performing a clamp processing for adjusting the signal level of the image reproduction signal during the OB period to the reference level. A correction pulse signal having a processing clamp circuit, receiving a detection output from the detection means, having an amplitude according to a minimum level of the detection output, and having a pulse section synchronized with the OB clamp pulse is generated. A pulse signal generating circuit for generating a pulse signal, and an adding circuit for superimposing the correction pulse signal on the image reproduction signal and supplying the signal processing clamp circuit to the signal processing clamp circuit on the basis of an output signal from the comparing means. When the minimum output level is lower than the comparison reference level, the signal level of the image reproduction signal during the OB period is corrected by the correction pulse signal. The signal processing circuit of the solid-state imaging apparatus that.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8045228A JPH09247552A (en) | 1996-03-01 | 1996-03-01 | Signal processing circuit of solid-state imaging device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8045228A JPH09247552A (en) | 1996-03-01 | 1996-03-01 | Signal processing circuit of solid-state imaging device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09247552A true JPH09247552A (en) | 1997-09-19 |
Family
ID=12713415
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8045228A Withdrawn JPH09247552A (en) | 1996-03-01 | 1996-03-01 | Signal processing circuit of solid-state imaging device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09247552A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003018468A (en) * | 2001-07-04 | 2003-01-17 | Canon Inc | Signal processing device, its control method, and its program |
| JP2005065109A (en) * | 2003-08-19 | 2005-03-10 | Canon Inc | Imaging apparatus and imaging method |
| US7551212B2 (en) * | 2004-09-22 | 2009-06-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Image pickup apparatus for clamping optical black level to a predetermined level |
| US7750955B2 (en) | 2004-08-31 | 2010-07-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Image signal processing apparatus, image signal processing method and camera using the image signal processing apparatus |
| US9197828B2 (en) | 2013-06-27 | 2015-11-24 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Solid-state imaging device |
-
1996
- 1996-03-01 JP JP8045228A patent/JPH09247552A/en not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003018468A (en) * | 2001-07-04 | 2003-01-17 | Canon Inc | Signal processing device, its control method, and its program |
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| US7750955B2 (en) | 2004-08-31 | 2010-07-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Image signal processing apparatus, image signal processing method and camera using the image signal processing apparatus |
| US8223228B2 (en) | 2004-08-31 | 2012-07-17 | Canon Kabushiki Kaisha | Image signal processing apparatus, image signal processing method and camera using the image signal processing apparatus |
| US7551212B2 (en) * | 2004-09-22 | 2009-06-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Image pickup apparatus for clamping optical black level to a predetermined level |
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