(57)【要約】【課題】ＯＢレベルが異常な場合であっても、より正確な黒レベルで且つより簡便な手段でクランプを行い、ＯＢレベルの異常による画質劣化を可能な限り低減するアナログ信号処理回路、及びそのようなアナログ信号処理回路を備えた撮像装置を提供する。【解決手段】アナログ信号処理回路１００ａは、クランプパルスＣＰを生成し出力するタイミング発生回路６ａと、タイミング発生回路６ａから出力されるクランプパルスＣＰに基づいて、ＣＣＤ１から出力される有効期間の信号をクランプするクランプ回路３と、ＣＣＤ１から出力されるＯＢ期間の信号レベルを検出し、その検出値に基づいて、タイミング発生回路６ａから出力されるクランプパルスＣＰの出力頻度を低減するＯＢレベル検出回路５ａと、を有する。【選択図】図１
2008141332.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランプパルスを生成し、出力するタイミング発生回路と、
前記タイミング発生回路から出力されるクランプパルスのタイミングに基づいて、撮像素子から出力される信号をクランプするクランプ回路と、
前記撮像素子の出力信号が異常又は高輝度を示す場合に、前記タイミング発生回路から出力される前記クランプパルスの出力頻度を下げるように前記タイミング発生回路を制御する制御手段と、
を有するアナログ信号処理回路。
【請求項２】
前記撮像素子の出力信号は、撮像信号と前記撮像信号の基準となる信号レベルを示す信号とを含み、
前記アナログ信号処理回路は、前記基準となる信号レベルを検出するＯＢレベル検出手段をさらに有し、
前記制御手段は、検出された前記信号レベルが異常な値の間、前記クランプパルスの出力頻度を下げるように前記タイミング発生回路を制御する、
請求項１に記載のアナログ信号処理回路。
【請求項３】
前記撮像素子の出力信号は、撮像信号と前記撮像信号の基準となる信号レベルを示す信号とを含み、
前記アナログ信号処理回路は、前記撮像信号の信号レベルを検出する輝度レベル検出手段をさらに有し、
前記制御手段は、検出された前記信号レベルが所定値以上である間、前記クランプパルスの出力頻度を下げるように前記タイミング発生回路を制御する、
請求項１に記載のアナログ信号処理回路。
【請求項４】
前記タイミング発生回路は、
前記クランプパルスを生成するクランプパルス発生部と、
前記制御手段による制御に基づいて、前記クランプパルスの出力のオン／オフを切り替える切替部と、
を有する請求項１から請求項３のいずれかの請求項に記載のアナログ信号処理回路。
【請求項５】
ＣＣＤと、
ＣＣＤの出力信号をクランプする請求項１から請求項４のいずれかの請求項に記載のアナログ信号処理回路と、
前記アナログ信号処理回路から出力される信号を処理するＤＳＰと、
を有する撮像装置。
【請求項６】
撮像信号を出力するＣＣＤと、
クランプパルスを生成して出力するタイミング発生回路と、前記タイミング発生回路から出力されるクランプパルスのタイミングに基づいて、前記撮像信号をクランプするクランプ回路と、を有するアナログ信号処理回路と、
前記撮像信号の信号レベルを検出する輝度レベル検出手段と、検出された前記信号レベルが所定値以上である間、前記クランプパルスの出力頻度を下げるように前記タイミング発生回路を制御する制御手段と、を有するＤＳＰと、
を有する撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像素子の出力信号を処理するアナログ信号処理回路、及びそのようなアナログ信号処理回路を備えた撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサやＭＯＳ型センサーなどの固体撮像素子は、一般に、被写体からの光を光電変換する有効画像領域と光電変換を行わない光学的黒領域（オプティカルブラック領域、以下「ＯＢ領域」という。）とを備え、有効画像領域に対応する撮像信号とＯＢ領域に対応する信号とを出力する。以下、有効画像領域に対応する撮像信号が出力される期間を「有効期間」と言い、ＯＢ領域に対応する信号が出力される期間を「ＯＢ期間」と言う。ＯＢ期間の信号レベル（以下、「ＯＢレベル」という。）は、通常、光学的な黒レベルである。ＣＣＤの後段に接続されるアナログ信号処理回路は、このＯＢ期間の信号レベルを基準にして、有効期間の撮像信号をクランプする。
【０００３】
しかし、太陽や車のヘッドライトなどの高輝度被写体が、ＣＣＤが取り込む映像に含まれる場合、その高輝度被写体の光の一部がＣＣＤのＯＢ領域に漏れ込むことにより、光電変換が行われることがある。あるいは、ＣＣＤ内の電荷転送部への電荷の溢れ現象であるブルーミングにより、溢れた電荷がＯＢ期間に流れ込むことがある。このような場合には、ＯＢレベルは黒レベルよりも高い値となり、これを基準としてクランプが行われると、正常な画像が得られなくなる。例えば、本来の画像より暗い画像が出力される。メカニカルシャッターを備えた撮像装置を用いて静止画像を撮像する場合においては、露光後にメカニカルシャッターを閉じてから信号を読み出すことになるため、このようなＯＢレベルの異常現象は発生しないが、静止画像を撮像する際のファインダー表示画像や動画を撮像するときは、常時露光するために、ＯＢレベルの異常現象が発生する。
【０００４】
特許文献１〜４に、ＯＢレベルの異常現象に影響されずに、できるだけ正常な画像を得られるようにするための手段が開示されている。特許文献１のクランプ回路は、ＯＢレベルの異常が検出されると、クランプ回路の時定数を短くすることにより、異常なＯＢレベルを保持している時間を短縮している。特許文献２の固体撮像装置の信号処理回路は、ＯＢレベルの異常が検出されると、水平ブランキング期間をクランプすることにより、ＯＢ期間の信号レベルの異常現象による画質劣化を回避している。特許文献３の撮像装置は、水平方向の１ラインごとに得られるＯＢレベルを同一フレーム内で比較し、その最大値と最小値を比較することによりＯＢレベルの異常を検出して、クランプ処理の基準レベルを補正している。特許文献４の撮像装置は、撮像装置内の後段に設けられたデジタル信号処理においてデジタルクランプ処理を行っている。
【特許文献１】特開平５−１３０４５０号公報
【特許文献２】特開平９−２４７５５２号公報
【特許文献３】特開２００３−１４３４８８号公報
【特許文献４】特開２００６−１６５７０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に示される手段では、たとえ短い時間であっても破綻した画像が出力されてしまうという問題がある。また、同特許文献には、クランプ動作を停止する手段が示されているが、この場合、クランプ動作を停止させるために余分な停止回路が必要となるという問題がある。更に、長時間クランプ動作を停止すると、クランプがずれて正しい黒レベルから離れてしまう。
【０００６】
特許文献２に示される手段では水平ブランキング期間をクランプしているが、本来の黒レベルであるＯＢ期間と水平ブランキング期間とではレベル差が存在するため、正しい黒レベルが再現されることにはならない。例えば、温度変化により黒レベルが変動するような場合にはこのレベル差はより顕著に現れることになる。
【０００７】
特許文献３に示される手段では、１フレーム内全てに渡ってＯＢレベルが異常なときに、ＯＢレベルの異常を検出できない。そのため、異常なＯＢレベルでクランプが行われてしまう。また、ＯＢレベルの異常を検出した場合には１フレーム内のＯＢレベルの最小値でクランプを行うが、１フレーム全てのデータを取り込んだ後でなければ最小値を算出することが出来ないため、リアルタイムでの処理が困難である。ＯＢレベルの最大値、最小値を算出するための演算時間も必要となるという問題がある。さらに、同特許文献では、過去における一定期間のフレームのＯＢレベル平均値と現在のフレームのＯＢレベルを比較してＯＢレベルの異常を検出する手段も示されているが、そのためには過去における一定期間のフレームのＯＢレベルを記憶しておくためのメモリが必要であり、また過去のＯＢレベルの平均値の算出とＯＢレベルの比較の演算を毎フレーム行う必要があるという問題がある。
【０００８】
特許文献４に示されるデジタルクランプでは、ＯＢレベルが異常である期間を除外してＯＢ積分を行った結果を元に全期間のクランプ処理を行っているだけである。すなわち、ＯＢレベルが異常である期間に対して、前段のアナログ信号処理回路のクランプで発生したＯＢ期間と水平ブランキング期間とのレベル差に起因する正しい黒レベルからのずれを積極的に補正していないので、ＯＢレベルの異常時による問題を回避することはできない。
【０００９】
本発明は、上記問題を解決するもので、ＯＢレベルが異常な場合であっても、より正確な黒レベルで且つより簡便な手段でクランプを行い、ＯＢレベルの異常による画質劣化を可能な限り低減するアナログ信号処理回路、及びそのようなアナログ信号処理回路を備えた撮像装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のアナログ信号処理回路は、クランプパルスを生成し、出力するタイミング発生回路と、タイミング発生回路から出力されるクランプパルスのタイミングに基づいて、撮像素子から出力される信号をクランプするクランプ回路と、撮像素子の出力信号が異常又は高輝度を示す場合に、タイミング発生回路から出力されるクランプパルスの出力頻度を下げるようにタイミング発生回路を制御する制御手段と、を有する。
【００１１】
上記制御手段は、実施形態において、図１及び図７に示すクランプパルス出力制御部５２，７２ａに相当する。
【００１２】
撮像素子の出力信号は、撮像信号と撮像信号の基準となる信号レベルを示す信号とを含み、アナログ信号処理回路は、基準となる信号レベルを検出するＯＢレベル検出手段をさらに有し、制御手段は、検出された信号レベルが異常な値の間、クランプパルスの出力頻度を下げるようにタイミング発生回路を制御しても良い。
【００１３】
撮像素子の出力信号は、撮像信号と撮像信号の基準となる信号レベルを示す信号とを含み、アナログ信号処理回路は、撮像信号の信号レベルを検出する輝度レベル検出手段をさらに有し、制御手段は、検出された信号レベルが所定値以上である間、クランプパルスの出力頻度を下げるようにタイミング発生回路を制御しても良い。
【００１４】
タイミング発生回路は、クランプパルスを生成するクランプパルス発生部と、制御手段による制御に基づいて、クランプパルスの出力のオン／オフを切り替える切替部と、を有しても良い。
【００１５】
本発明の撮像装置は、ＣＣＤと、ＣＣＤの出力信号をクランプする上記アナログ信号処理回路と、アナログ信号処理回路から出力される信号を処理するＤＳＰと、を有する。
【００１６】
本発明の他の撮像装置は、撮像信号を出力するＣＣＤと、クランプパルスを生成して出力するタイミング発生回路と、タイミング発生回路から出力されるクランプパルスのタイミングに基づいて、撮像信号をクランプするクランプ回路と、を有するアナログ信号処理回路と、撮像信号の信号レベルを検出する輝度レベル検出手段と、検出された信号レベルが所定値以上である間、クランプパルスの出力頻度を下げるようにタイミング発生回路を制御する制御手段と、を有するＤＳＰと、を有しても良い。
【００１７】
ＤＳＰの制御手段は、実施形態において、図８に示すクランプパルス出力制御部７２ｂに相当する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のアナログ信号処理回路及び撮像装置によれば、異常な値のＯＢレベルあるいは高輝度な撮像信号が検出された場合に、クランプ動作の頻度を下げることにより、クランプずれを最小限に抑えることができる。又は、異常なＯＢレベルをクランプすることを回避することができる。これにより、ＯＢレベルの異常による画質劣化を削減することができる。本発明のアナログ信号処理回路及び撮像装置によれば、クランプ動作の頻度を制御するための余分な回路やメモリを必要としないため、簡便な構成で実現できる。本発明によれば、クランプ回路を完全に停止せず、またＯＢ期間と水平ブランキング期間とのレベル差に起因する正しい黒レベルからのずれを発生することがないため、より正確な黒レベルでクランプを行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００２０】
（第１の実施形態）
［撮像装置の全体構成］
図１に、本発明の第１の実施形態の撮像装置の構成を示す。本発明の撮像装置は、撮像素子であるＣＣＤ１と、ＣＣＤ１から出力される撮像信号を処理し、撮像信号をアナログ信号からデジタル信号に変換するアナログ信号処理回路１００ａと、アナログ信号処理回路１００ａから出力されるデジタル撮像信号を処理するＤＳＰ（Digital Signal Processor）２００とを有する。ＤＳＰ２００は、例えば、アナログ信号処理回路１００ａから出力されるデジタル撮像信号からＹＵＶ信号を生成する等の画像処理を行う。
【００２１】
［ＣＣＤの構成］
図２に、ＣＣＤ１の受像面を示す。ＣＣＤ１の受像面は、被写体からの光を光電変換する有効画像領域１１と光電変換を行わないＯＢ領域１２とを有する。有効画像領域１１には、フォトダイオード等の光電変換手段が画素毎に配置されている。ＯＢ領域１２は、フォトダイオードが配置されないことにより設けられるか、フォトダイオードにアルミニウムが被せられることにより設けられる。ＣＣＤ１は、被写体撮影時に、レンズ等の光学系により受像面に結像された被写体像を光電変換手段によりその明るさに応じた量の電荷に光電変換して、電荷を蓄積する。ＣＣＤ１は、図１に示すアナログ信号処理回路１００ａからの水平転送信号ＨＴに基づいて、水平ライン毎に各画素に対応する電荷を順次読み出して、電気信号に変換し、出力する。
【００２２】
［アナログ信号処理回路の内部構成］
図１に示すアナログ信号処理回路１００ａは、ＣＣＤ１から出力される信号のノイズ除去や増幅などを行うＣＤＳ（Correlated Double Sampling：相関二重サンプリング）２と、ＣＤＳ２の後段に設けられて、ＣＤＳ２から出力される撮像信号をクランプするクランプ回路３と、クランプ回路３から出力されるアナログの撮像信号をデジタルの撮像信号に変換するＡ／Ｄ変換器４と、を有する。アナログ信号処理回路１００ａは、さらにデジタルの撮像信号のＯＢレベルを検出するＯＢレベル検出回路５ａと、クランプ回路３の動作タイミングを制御するクランプパルスＣＰ等の各種タイミング信号を生成するタイミング発生回路６ａと、を有する。
【００２３】
タイミング発生回路６ａは、垂直ブランキング期間を除いて、１水平ライン毎にクランプパルスＣＰを生成するクランプパルス発生部６２と、クランプパルスＣＰの出力のオン／オフを切り替える切替部６１とを有する。切替部６１は、Ｈｉｇｈの信号となる電圧を出力する電源６１２と、電源６１２又はクランプパルス発生部６２のいずれかとクランプ回路３とを接続するスイッチ６１１と、を有する。スイッチ６１１は、制御信号ａに基づいて、クランプ回路３への接続を電源６１２又はクランプパルス発生部６２のいずれかに切り替える。タイミング発生回路６２は、クランプパルスＣＰの他に、水平転送信号ＨＴを生成する。
【００２４】
ＯＢレベル検出回路５ａは、水平ライン毎にＣＣＤ１のＯＢ領域１２に対応する信号レベルであるＯＢレベルを検出して、その検出値をクランプ回路３に転送するＯＢレベル検出部５１と、ＯＢレベルの検出値に基づいて、スイッチ６１１の切り替えを制御する制御信号ａを生成し、タイミング発生回路６ａに出力するクランプパルス出力制御部５２と、を有する。制御信号ａは、スイッチ６１１の切り替えを制御するための、例えば１ビットの信号である。本実施形態において、クランプパルス出力制御部５２は、複数の水平ライン分のＯＢレベルの検出値の平均値を求め、その平均値が所定値未満であればＯＢレベルが光学的な黒レベルであると判断し、Ｈｉｇｈの信号を出力する。これにより、スイッチ６１１の接続先は、クランプパルス発生部６２に固定される。クランプパルス出力制御部５２は、複数の水平ライン分のＯＢレベルの平均値が所定値以上であればＯＢレベルが異常であると判断し、ＨｉｇｈとＬｏｗの信号を所定の周期で切り替えて出力する。これにより、スイッチ６１１の接続先は所定の周期でクランプパルス発生部６２と電源６１２とに切り替えられる。
【００２５】
クランプ回路３は、タイミング発生回路６ａから出力されるクランプパルスＣＰのタイミングで、ＯＢレベル検出部５１が検出したＯＢレベルの検出値が内部基準値と一致するように、ＣＤＳ２から出力される有効期間の撮像信号をクランプする。
【００２６】
［ＯＢレベルが正常な場合のクランプパルスの出力タイミング］
図３に、クランプ回路３を動作させるクランプパルスＣＰの出力タイミングを水平レートで示す。図３（ａ）にタイミング発生回路６ａからＣＣＤ１に出力される水平転送信号ＨＴ、図３（ｂ）にＣＣＤ１の出力信号、図３（ｃ）にＯＢレベル検出回路５ａのクランプパルス出力制御部５２が出力する制御信号ａ、図３（ｄ）にタイミング発生回路６ａのクランプパルス発生部６２が出力するクランプパルスＣＰ、図３（ｅ）にタイミング発生回路６ａの切替部６１からクランプ回路３に出力されるクランプパルスＣＰを示す。
【００２７】
図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、ＣＣＤ出力信号は、タイミング発生回路６ａが生成する水平転送信号ＨＴに基づいて、ＣＣＤ１から出力される。ＣＣＤ出力信号は、ＣＣＤ１の有効画像領域１１に対応する信号が出力される有効期間と、ＣＣＤ１のＯＢ領域１２に対応する信号が出力されるＯＢ期間と、信号成分を含まないブランキング期間と、を含む。ＣＣＤ１は、有効期間に被写体の明るさに応じた信号レベルの信号を出力する。ＣＣＤ１のＯＢ領域１２では光電変換されないため、ＣＣＤ１が通常の輝度の被写体の映像を取り込む場合、ＯＢ期間では被写体の明るさによらず極めて小さな一定レベルの信号がＣＣＤ１から出力される。
【００２８】
ＯＢ期間の信号レベルが所定値未満の極めて小さな一定レベルの間、ＯＢレベル検出回路５ａのクランプパルス出力制御部５２はタイミング発生回路６ａのスイッチ６１１をクランプパルス発生部６２に接続するためのＨｉｇｈの制御信号ａを出力し続ける。これにより、タイミング発生回路６ａのクランプパルス発生部６２で生成されたＯＢ期間に同期したクランプパルスＣＰは、図３（ｅ）に示すように、スイッチ６１１を介して、そのままクランプ回路３に出力される。
【００２９】
図４に、クランプ回路３を動作させるクランプパルスＣＰのタイミングを垂直レートで示す。図４（ａ）に垂直同期信号ＶＤ、図４（ｂ）に水平同期信号ＨＤ、図４（ｃ）にＯＢレベル検出回路５ａのクランプパルス出力制御部５２が出力する制御信号ａ、図４（ｄ）にタイミング発生回路６ａのクランプパルス発生部６２が出力するクランプパルスＣＰ、図４（ｅ）にタイミング発生回路６ａの切替部６１からクランプ回路３に出力されるクランプパルスＣＰを示す。
【００３０】
ＣＣＤ１が通常の輝度の被写体の映像を取り込む場合、ＯＢ期間の信号レベルは図３（ｂ）に示すように極めて小さな一定レベルであるため、クランプパルス出力制御部５２はＨｉｇｈの制御信号ａを出力し続ける。これにより、タイミング発生回路６ａのスイッチ６１１の接続先は、クランプパルス発生部６２に固定される。クランプパルス発生部６２は、垂直ブランキング期間を除いて、水平同期信号ＨＤ毎にクランプパルスＣＰを出力する。図４（ｅ）に示すように、クランプパルス発生部６２から出力されたクランプパルスＣＰは、スイッチ６１１を介して、クランプ回路３に出力される。
【００３１】
［ＯＢレベルが異常な場合のクランプパルスの出力タイミング］
図５に、ＯＢ期間の信号レベルが異常な場合のクランプパルスＣＰの出力タイミングを水平レートで示す。図５（ａ）にタイミング発生回路６ａからＣＣＤ１に出力される水平転送信号ＨＴ、図５（ｂ）にＣＣＤ１の出力信号、図５（ｃ）にＯＢレベル検出回路５ａのクランプパルス出力制御部５２が出力する制御信号ａ、図５（ｄ）に、タイミング発生回路６ａのクランプパルス発生部６２が出力するクランプパルスＣＰ、図５（ｅ）にタイミング発生回路６ａの切替部６１からクランプ回路３に出力されるクランプパルスＣＰを示す。
【００３２】
ＣＣＤ１が太陽や車のヘッドライトなどの高輝度被写体の映像を取り込む場合、ＯＢ期間に大きな信号レベル、例えば図５（ｂ）に示すように有効期間と同等レベルの信号がＣＣＤ１から出力される場合がある。
【００３３】
図１に示すＯＢレベル検出回路５ａのクランプパルス出力制御部５２は複数の水平ライン分のＯＢレベルの平均値が所定値以上であれば、ＯＢレベルが異常であると判断して、スイッチ６１１の接続先を所定の周期でクランプパルス発生部６２又は電源６１２に切り換えるような制御信号ａを生成する。本実施形態においては、垂直同期信号に基づいた所定の周期で、スイッチ６１１の接続先を切り換える。図５（ｃ）は、スイッチ６１１を電源６１２に接続するためのＬｏｗの制御信号ａが出力されたときの図を示している。スイッチ６１１が電源６１２に接続されているときは、図５（ｅ）に示すように、電源６１２からのＨｉｇｈの信号がクランプ回路３に出力される。このとき、クランプパルス発生部６２はスイッチ６１１に接続されていないため、クランプパルスＣＰは、クランプ回路３に出力されない。こうして、スイッチ６１１の接続先を所定の周期で切り替えることにより、クランプパルスＣＰは間引かれる。
【００３４】
図６に、ＯＢ期間の信号レベルが異常な場合のクランプパルスＣＰの出力タイミングを垂直レートで示す。図６（ａ）は垂直同期信号ＶＤ、図６（ｂ）は水平同期信号ＨＤ、図６（ｃ）はＯＢレベル検出回路５ａのクランプパルス出力制御部５２が出力する制御信号ａ、図６（ｄ）にタイミング発生回路６ａのクランプパルス発生部６２が出力するクランプパルスＣＰ、図６（ｅ）にタイミング発生回路６ａの切替部６１からクランプ回路３に出力されるクランプパルスＣＰを示している。
【００３５】
クランプパルス出力制御部５２は、所定値以上のＯＢレベルの平均値を検出してから、ＯＢレベルの平均値が所定値未満に戻るまでの間、スイッチ６１１の接続先を所定の周期で切り換えるような制御信号ａを出力し続ける。本実施形態において、クランプパルス出力制御部５２は、垂直同期信号ＶＤに基づいた所定の周期でクランプパルスＣＰの間引きを行う期間ＶＴ１と行わない期間ＶＴ２とを設け、間引きを行う期間ＶＴ１においては、全ての水平ライン分のクランプパルスＣＰが出力されないようにＬｏｗの制御信号ａを生成する。制御信号ａがＬｏｗの間、タイミング発生回路６のスイッチ６１１は電源６１２に接続されるため、クランプパルス発生部６２が出力するクランプパルスＣＰは、クランプ回路３に出力されない。一方、制御信号ａがＨｉｇｈの間は、スイッチ６１１がクランプパルス発生部６２に接続されるため、クランプパルス発生部６２からのクランプパルスＣＰがそのままクランプ回路３に出力される。
【００３６】
このように、ＯＢレベル検出回路５ａのクランプパルス出力制御部５２は、複数の水平ライン分のＯＢ期間の信号レベルの平均値が異常であることを検出すると、タイミング発生回路６ａのスイッチ６１１の接続先を所定の周期で切り換えるような制御信号ａを生成する。これにより、タイミング発生回路６ａからクランプ回路３に出力されるクランプパルスＣＰの出力頻度が低減される。よって、ＯＢレベル検出回路５ａが検出した異常なＯＢレベルの検出値に基づいたクランプ回路３のクランプ動作の回数を極めて少なくすることができる。異常なＯＢレベルをクランプする回数を少なくすることにより、異常なＯＢレベルをクランプすることによるクランプずれが発生することを最小限に抑えることができる。これにより、異常なＯＢレベルによる画質劣化を低減することができる。また、クランプパルスＣＰの出力を完全に停止しないため、クランプ回路３のクランプ動作が完全に停止されることはない。そのため、高輝度被写体による異常なＯＢレベルが長時間継続した場合であっても、所定の周期で撮像信号はクランプされるため、撮像信号の基準のレベルが黒レベルから離れすぎることはない。本実施形態によれば、従来のようにクランプ動作を停止させる回路や過去における一定期間のフレームのＯＢレベルを記憶しておくためのメモリを必要としないため、小さな回路規模で実現できる。
【００３７】
なお、本実施形態においては、ＯＢレベル検出回路５ａのクランプパルス出力制御部５２は複数の水平ライン分のＯＢレベルの平均値に基づいてＯＢレベルが異常かどうかを判断したが、ＯＢレベルが異常かどうかの判断は複数ラインの平均値に限定されない。例えば、１ライン分の検出値だけで判断しても良いし、１画面分又は複数画面分のＯＢレベルの平均値を用いても良い。
【００３８】
なお、クランプパルスＣＰの間引き方は、本実施形態に限定されない。本実施形態においては、間引きが行われる期間ＶＴ１について、全ての水平ライン分のクランプパルスＣＰが間引かれたが、例えば間引きが行われる期間ＶＴ１内において、さらに所定の周期で複数の水平ライン分のクランプパルスＣＰを間引いても良い。これにより、さらにクランプパルスＣＰの出力頻度が低減されて、異常なＯＢレベルの検出値に基づいたクランプ動作の回数を極めて少なくすることができる、又は、完全に回避することができる。また、間引きが行われる期間ＶＴ１と間引きが行われない期間ＶＴ２とを設けずに、すなわち垂直同期信号ＶＤの周期ではなく、水平同期信号ＨＤのみに基づいた周期でクランプパルスＣＰを間引くようにしても良い。ＯＢレベルが異常である間、クランプパルスＣＰの出力頻度が、ＯＢレベルが正常のときと比べて少なくなるようにすれば良い。
【００３９】
また、水平同期信号ＨＤ及び垂直同期信号ＶＤは、タイミング発生回路６ａが生成しても良いし、ＤＳＰ２００からタイミング発生回路６ａに供給されても良い。
【００４０】
（第２の実施形態）
図７に、本発明の第２の実施形態の撮像装置を示す。本実施形態の撮像装置は、第１の実施形態と異なるアナログ信号処理回路１００ｂを有する。本実施形態のアナログ信号処理回路１００ｂは輝度レベル検出回路７ａを有し、輝度レベル検出回路７ａは、Ａ／Ｄ変換器４の出力信号の有効期間の輝度レベルを検出する輝度レベル検出部７１と、検出された輝度レベルの値に基づいてスイッチ６１１の接続先を切り替えるための制御信号ｃを生成するクランプパルス出力制御部７２ａとを有する。本実施形態において、輝度レベル検出回路７ａのクランプパルス出力制御部７２ａは、複数の水平ライン分のＡ／Ｄ変換器４の出力信号の信号レベルの平均値を算出し、信号レベルの平均値が所定値以上であれば、第１の実施形態の制御信号ａと同様の、スイッチ６１１の接続先を電源６１２とクランプパルス発生部６２とに所定の周期で切り換える制御信号ｃを生成する。クランプパルス出力制御部７２ａは、複数の水平ライン分のＡ／Ｄ変換器４の出力信号の信号レベルの平均値が所定値未満であれば、スイッチ６１１の接続先をクランプパルス発生部６２に固定する。
【００４１】
本実施形態においては、輝度レベル検出回路７ａがクランプパルス出力制御部７２ａを有し、スイッチ６１１の切り替えを制御する制御信号ｃを生成するため、ＯＢレベル検出回路５ｂは図１に示す制御信号ａを生成するクランプパルス出力制御部５２を有しない。ＯＢレベル検出回路５ｂは、ＯＢレベル検出部５１のみを有する。
【００４２】
ＯＢレベルの異常を引き起こすような高輝度被写体が存在する場合、ＣＣＤ１の出力信号において高輝度被写体に相当する部分は、Ａ／Ｄ変換器４の出力がフルレンジあるいはそれに近いレベルになる。輝度レベル検出回路７ａのクランプパルス出力制御部７２ａは、複数の水平ライン分のＡ／Ｄ変換器４の出力信号の信号レベルの平均値が所定値以上であれば、スイッチ６１１の接続先を所定の周期でクランプパルス発生部６２又は電源６１２に切り換えるための制御信号ｃを生成する。これにより、クランプパルスＣＰの出力頻度が間引かれる。よって、第１の実施形態と同様に、クランプ回路３が、異常なＯＢレベルの検出値に基づいたクランプ動作をする回数を極めて少なくすることができる。
【００４３】
なお、本実施形態においては、輝度レベル検出回路７ａのクランプパルス出力制御部７２ａは複数の水平ライン分の輝度レベルの平均値に基づいてスイッチ６１１の切り替えを制御したが、１ライン分の検出値だけで判断しても良いし、１画面分又は複数画面分の輝度レベルの平均値を用いても良い。また、輝度レベルが高輝度のときのクランプパルスＣＰの間引き方は、第１の実施形態と同様に、クランプパルスＣＰの出力頻度が輝度レベルが高輝度でないときと比べて少なくなるようにすれば良い。
【００４４】
（第３の実施形態）
図８に、本発明の第３の実施形態の撮像装置を示す。本実施形態の撮像装置は、ＤＳＰ２００が、Ａ／Ｄ変換器４の出力信号の有効期間の輝度レベルを検出する輝度レベル検出部７１と、輝度レベル検出部７１により検出された輝度レベルの値に基づいてスイッチ６１１の接続先を切り替えるための制御信号ｃを生成するクランプパルス出力制御部７２ｂとを含む、輝度レベル検出回路７ｂを有する。ＤＳＰ２００の輝度レベル検出回路７ｂが有するクランプパルス出力制御部７２ｂは、アナログ信号処理回路１００ｃにおける種々の設定値、制御値等を含むシリアル信号ｂに第２の実施形態と同様の制御信号ｃを含めて出力する。
【００４５】
本実施形態のタイミング発生回路６ｂは、切替部６１とクランプパルス発生部６２に加えて、輝度レベル検出回路７ｂから出力されるシリアル信号ｂをパラレル信号に変換し、パラレルに変換された信号の中から制御信号ｃを抽出する制御信号抽出部６３をさらに有する。本実施形態において、その他の構成は、第１の実施形態や第２の実施形態と同様である。
【００４６】
この構成により、本実施形態は、第１の実施形態及び第２の実施形態と同様の効果を有する。
【００４７】
また、ＤＳＰ２００は、一般に輝度レベルを検出する輝度レベル検出部７１を有するため、輝度レベル検出部７１の出力に基づいて、スイッチ６１１の切り替えを制御する制御信号ｃを生成するクランプパルス出力制御部７２ｂをＤＳＰ２００に備えれば、アナログ信号処理回路１００ｃに輝度レベル検出回路７ａを設ける必要がなくなる。よって、本実施形態によれば、第２の実施形態と比較して、アナログ信号処理回路１００ｃの回路規模を縮小することができる。
【００４８】
なお、第１の実施形態から第３の実施形態において、ＣＣＤ１とアナログ信号処理回路１００ａ（１００ｂ又は１００ｃ）とＤＳＰ２００とは、個々のＩＣチップで構成されても良いし、任意の組み合わせで同一のＩＣチップで構成されても良い。例えば、ＣＣＤ１とアナログ信号処理回路１００ａ（１００ｂ又は１００ｃ）とＤＳＰ２００の全てが同一のＩＣチップで構成されても良いし、ＣＣＤ１とアナログ信号処理回路１００ａ（１００ｂ又は１００ｃ）、又はアナログ信号処理回路１００ａ（１００ｂ又は１００ｃ）とＤＳＰ２００とが同一のＩＣチップで構成されても良い。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明のアナログ信号処理回路によれば、より正確に且つより簡便な手段でＯＢレベルの異常による画質劣化を低減することができるという効果を有し、正確な黒レベルを必要とする撮像装置に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の第１の実施形態の撮像装置の構成を示す図
【図２】図１に示すＣＣＤ１の受像面を示す図
【図３】ＯＢレベルが正常なときのクランプパルスＣＰの出力タイミングを水平レートで示す図
【図４】ＯＢレベルが正常なときのクランプパルスＣＰの出力タイミングを垂直レートで示す図
【図５】ＯＢレベルが異常なときのクランプパルスＣＰの出力タイミングを水平レートで示す図
【図６】ＯＢレベルが異常なときのクランプパルスＣＰの出力タイミングを垂直レートで示す図
【図７】本発明の第２の実施形態の撮像装置の構成を示す図
【図８】本発明の第３の実施形態の撮像装置の構成を示す図
【符号の説明】
【００５１】
１      ＣＣＤ
２      ＣＤＳ
３      クランプ回路
４      Ａ／Ｄ変換器
５ａ、５ｂ  ＯＢレベル検出回路
６ａ、６ｂ  タイミング発生回路
７ａ、７ｂ  輝度レベル検出回路
５１    ＯＢレベル検出部
５２    クランプパルス出力制御部
６１    切替部
６２    タイミングパルス発生部
６３    制御信号抽出部
７１    輝度レベル検出部
７２ａ、７２ｂ    クランプパルス出力制御部
６１１  スイッチ
６１２  電源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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