偏移调整电路的制作方法

专利名称：偏移调整电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及进行放大器输出等的偏移校正的偏移调整电路。
技术背景例如在录像机或摄像机这种处理模拟图像信号的电路中，在处理 图像传感器输出的模拟前置电路内，为进行黑电平调整或放大器偏移 调整，有时要设置偏移调整电路。作为这种偏移调整电路，已知一种通过由模拟积分电路对AD(模 拟-数字)转换后的放大器输出与预定的基准值之差进行积分来产生 所希望的箝位(钳位)电压(作为用于调整放大器的偏移的控制信号 使用)并进行放大器的输出偏移调整(箝位调整)的电路(例如参照 专利文献1 )。该电路是视频信号处理中的黑电平箝位电路的例子。另外，还有一种采用数字积分电路代替上述的模拟积分电路的偏 移调整电路(例如参照专利文献2 )。在采用了数字积分电路的偏移调 整电路中，通过对AD转换后的放大器输出与预定的基准值之差进行 数字积分并进一步由DA (数字-模拟)转换器将积分结果转换为模拟 信号，产生所希望的箝位电压。专利文献1:特开平5 — 153428号公报专利文献2:特开2000—224440号公才艮发明内容但是，为了将采用了模拟积分电路的偏移调整电路构成为半导体 电路，有时必须将用于构成模拟积分电路的电阻元件或电容元件设置 在半导体电路的外部，因而存在着使部件安装件数增大的问题。另夕卜， 即使可以将电阻元件或电容元件内置于半导体电路时，也存在着使模要 一 定的时间，并且还使内置有元件的部分的半导体电路的面积增加 等的问题。与此不同，在采用了数字积分电路的偏移调整电路中，由于使积 分电路数字化，作为偏移调整电路不仅面积减小而且可以进行时间常 数的最佳控制，因此与采用模拟积分电路时相比电路的稳定性增加。但是，在采用了数字积分电路的偏移调整电路中，为产生箝位电 压，需要由DA转换器将数字积分的结果转换为模拟信号。因此，当以后使AD转换器的分辨能力进一步提高时，DA转换器与AD转换 器同样也需要提高分辨能力，因而将面临着使电路结构变得复杂且规 模增大的问题。使用上述的偏移调整电路的录像机或摄像机之类的设备，近年来，不断地推进着进一步的小型轻量化、低功耗化。特别是，在摄像机方面，已普及到携带式电话附装摄像机或小型数字摄像机等，因而 进一步小型化、低功耗化的要求是不可避免的。而且，年年都在要求着进一步的高性能化，对于携带式电话摄像机，要求具有与小型数字摄像机相同的性能。在将摄像组件装在这种小型设备内时，外装部件成为小型化的障碍，进一步，当电路规模增大而使功耗增加时电池不能持久，因此，如果是上述现有的偏移调整电路就不能满足这些要求。本发明，是鉴于上述的问题而开发的，其目的是提供一种能够提高偏移校正精度和稳定性而不使电路规模增大的偏移调整电路。 为解决上述的课题，本发明的一种方式，其特征在于具有 可以根据所输入的偏移校正电压校正输出的偏移量的放大器、 将上述放大器的输出转换为数字值的AD转换器、 输出对上述AD转换器的输出值进行预定次数取样后计算出的平均值即AD输出平均值的AD输出平均值运算电路、输出从预定的输出基准值减去上述AD输出平均值后得到的值的减法电路、生成指示对上述放大器的偏移校正量的第一校正信息和指示对 上述AD转换器的输出的偏移校正量的第二校正信息的限幅电路(削 波电^各)、
输出对上述第 一校正信息进行数字积分后得到的值即偏移校正 值的数字积分电路、
将上述偏移校正值转换为模拟信号后输出的DA转换器、
将上述DA转换器输出的模拟信号变换为预定的电压并作为上述
偏移校正电压输出到上述放大器的偏移电压发生电路、以及
将上述第二校正信息和上述AD转换器的输出值相加后输出的加 法电路。
因此，由于可以分别进行对放大器的输出的偏移校正(模拟偏移 校正)和对AD转换器的输出的偏移校正(数字偏移校正)，即使提 高上述AD转换器的分辨能力，也能使用于数字积分结果的DA转换 的DA转换器的分辨能力小于上述AD转换器的分辨能力。即，能够 对电路规模的小型化或降低电力消耗作出贡献。
另外，本发明的一种方式，
是上述的偏移调整电路，其特征在于
还具有输出将预定的输出校正值与上述加法电路的输出相加后 得到的值的加法电路。
因此，可以将偏移调整电路的输出基准值设定为任意的值。 另外，本发明的一种方式， 是上述的偏移调整电路，其特征在于
上述限幅电路，构成为根据上述减法电路的输出生成上述第一校
正信息和第二校正信息。
因此，可以根据输出基准值与AD转换器的输出值之差分别进行
模拟偏移校正和数字偏移校正。
另外，本发明的一种方式，其特征在于具有
可以根据所输入的偏移校正电压校正输出的偏移量的放大器、
将上述放大器的输出转换为数字值的AD转换器、输出对上述AD转换器的输出值进行预定次数取样后计算出的平均值即第一 AD输出平均值的第一 AD输出平均值运算电路、输出从预定的输出基准值减去上述第一 AD输出平均值后得到的值的第一减法电路、生成指示对上述放大器的偏移校正量的第一校正信息和指示对上述AD转换器的输出的偏移校正是否需要的第二校正信息的限幅电路、输出对上述第 一 校正信息进行数字积分后得到的值即偏移校正值的第一数字积分电路、将上述偏移校正值转换为模拟信号的DA转换器、 将上述DA转换器输出的模拟信号变换为预定的电压并作为上述偏移校正电压输出到上述放大器的偏移电压发生电路、作为 一个相加输入值输入上述AD转换器的输出值的加法电路、 输出对上述加法电路的输出值进行预定次数取样后计算出的平均值即第二 AD输出平均值的第二 AD输出平均值运算电路、输出从上述输出基准值减去上述第二 AD输出平均值后得到的值的第二减法电路、以及根据上述第二校正信息对上述第二减法电路的输出进行数字积 分并作为另 一 个相加输入值输入到上述加法电路的第二数字积分电 路。因此，由于对输出基准值与AD转换器的输出值之差进行积分， 可以更稳定地进行数字偏移校正。 另外，本发明的一种方式， 是上述的偏移调整电路，其特征在于上述偏移电压发生电路，构成为根据上述AD转换器的基准电压 或基准电压发生源的电压产生上述偏移校正电压。因此，由于偏移电压发生电路根据AD转换器的基准电压(或基 准电压发生源电路的输出电压)产生上述偏移校正电压，使偏移电压 发生电路的输出电压与AD转换器的基准电压的相对偏差减小，并使偏移调整电路的校正精度、稳定性提高。 另外，本发明的一种方式， 是上述的偏移调整电路，其特征在于 上述AD输出平均值运算电路、具有 保持要输出的平均值的数据保持电路、
将所输入的数据限制为预定范围的值的AD输出限幅电路、
计算从上述AD输出限幅电路按预定次数连续输入的数据的平均 值的第一平均值运算电路、以及
求出上述数据保持电路内所保持着的平均值和由上述第 一平均 值运算电路计算出的平均值的平均值并保持在上述数据保持电路内 同时输出的第二平均值运算电路。
另外，本发明的一种方式，
是上述的偏移调整电路，其特征在于
上述第一 AD输出平均值运算电路和第二 AD输出平均值运算 电^^，分别具有
保持要输出的平均值的数据保持电路、
将所输入的数据限制为预定范围的值的AD输出限幅电路、
计算从上述AD输出限幅电路按预定次数连续输入的数据的平均 值的第一平均值运算电路、以及
求出上述数据保持电路内所保持着的平均值和由上述第 一平均 值运算电路计算出的平均值的平均值并保持在上述数据保持电路内 同时输出的第二平均值运算电路。
综上所述，由于在计算AD输出平均值时使其与前一次的AD输 出平均值相关，例如在放大器的输入中突然产生了噪声等的情况下， 可以将其影响减小。
按照本发明，可以提高偏移校正精度和稳定性而不使电路规模增大。


图1是表示实施方式1的偏移调整电路的结构的框图。 图2是表示图像传感器的像素区域的结构的图。 图3是表示偏移调整电路的驱动定时的图。图4是表示AD输出的偏移校正量相对于DA设定值的关系的图。 图5是表示AD输出平均值运算电路103的结构的框图。 图6是表示限幅电路的输入输出特性的图。 图7是将图4的 一部分放大后的图。图8是表示进行了模拟偏移校正和数字偏移校正时的信号的电平 变化的图。图9是表示实施方式2的偏移调整电路的结构的框图。 符号说明100偏移调整电^各101 ;故大器102 AD转换器103 AD输出平均值运算电路 103aNOR电路103b限幅电^各103c像素加法平均运算电路103d加法平均运算电路103e数据保持电路104AD输出目标值用寄存器105减法器106限幅电路107除法器108数据保持电路109减法器110基准电压监视器111 DA转换器112偏移电压发生电路113数字偏移校正电路
113a校正值用寄存器
113b加法器
114数字箝位电路
114a输出基准码设定值寄存器
114b加法器
200偏移调整电鴻、
201限幅电路
202数字偏移校正电路
202a力口法器
202b AD输出平均值运算电路
202c减法器
202d除法器
202e数据保持电路
202f加法器
具体实施例方式
以下，参照

本发明的实施方式。 《发明的实施方式1》
图1是表示本发明的实施方式1的偏移调整电路100的结构的框 图。在数字摄像机等内，偏移调整电路IOO被用作对图像传感器的信 号进行信号处理的模拟前置电路的一部分。
进行图像传感器的信号处理时的重要的要素之一，是对输出进行 箝位以使黑电平基准始终保持一定。偏移调整电路100,其使用的目 的是将从图像传感器输出的黑电平信号的AD转换输出值箝位在一定 的值。
此外，所谓黑电平信号，是在图像传感器中被称作OB像素区域 的像素的输出信号(参照图2)。另外，如图3所示，偏移调整电路 100进行偏移校正工作，是在输出有High(高)电平(以下简记为H电平)的箝位脉冲的期间。在偏移调整电路100中，在箝位脉沖为H
电平的期间对输出的偏移进行校正，以使从OB像素区域输出的信号 的AD转换器输出总是为预定的输出基准值(以下，称为第一 AD输 出基准值)。
(偏移调整电路100的结构)
偏移调整电路100,如图1所示，具有放大器101 (图中筒记为 GCA)、 AD转换器102 (图中简记为ADC)、 AD输出平均值运算电 路103、 AD输出目标值用寄存器104、减法器105、限幅电路106、 除法器107、数据保持电路108、减法器109、基准电压监视器110、 DA转换器lll (图中简记为DAC)、偏移电压发生电路112、数字偏 移校正电^各113和数字箝位电路114。
放大器101，是将从输入端子输入的信号放大的可变增益放大器， 根据从偏移电压发生电路112输入的偏移校正电压(后述)调整输出 的偏移。
AD转换器102,将放大器101的输出进行AD转换后输出。在本 实施方式中，AD转换器102的分辨能力为12bit。
AD输出平均值运算电路103,将从AD转换器102输出的16个 像素的输出(各像素的输出为12bit输出)的每1个限制为预定范围 的值，同时输出限幅后的16个像素的输出的平均值(以下，称为AD 输出平均值)。
此处，如果本实施方式中的用AD转换器102的输出的偏移调整 范围如图4所示为土512LSB，则当产生了范围超出该值的AD输出平 均值时就已在偏移调整范围以外。因此，AD输出平均值运算电路103， 没有必要使用AD转换器102的全部的12bit输出进行计算处理，只 需切取低位bit进行计算处理即可。在本实施方式中，具体地说，AD 输出平均值运算电路10 3在平均值计算中使用的是AD转换器102的 12bit输出中的低位1 Obit的数据。
因此，平均值计算中使用的bit宽度，由偏移调整电路的调整范 围决定。例如，为能进行达到± 1023LSB的偏移调整，平均值计算中使用的bit宽度也需要增加。AD输出平均值运算电路103,详细地说，如图5所示，具有NOR 电^^ 103a、限幅电^^103b、 ^象素加法平均运算电^^ 103c、加法平均 运算电路103d和数据保持电路103e。NOR电路103a接收AD转换器102的高位2bit的数据，其输出 与限幅电路103b连接。由此，NOR电路103a当AD转换器102的输 出值超过1023时，向限幅电路103b输出Low (低)电平(以下，简 记为L电平)的信号。限幅电路103b,将对像素加法平均运算电路103c输入的数据限 制为1023以下的值。详细地说，限幅电路103b接收AD转换器102 的低位10bit的数据，当AD转换器102的输出超过1023时(具体地 说，当NOR电路103a的输出为L电平时)，向像素加法平均运算电 路103c输出1023,并且，当AD转换器102的输出值为1023以下时， 向像素加法平均运算电路103c输出AD转换器102的低位10bit的数 据。像素加法平均运算电路103c，求出16个像素的像素加法平均运 算电路103c的输出的平均值。加法平均运算电路103d,求出数据保持电路103e内所保持着的 值与像素加法平均运算电路103c的输出的平均值。例如，假定加法 平均运算电路103d的初始值为0、本次的像素加法平均运算电路103c 的输出为100时，加法平均运算电路103d的输出值(即AD输出平 均值运算电路103的输出值)为50。假定下一次的像素加法平均运算 电路103c的输出为150时，AD输出平均值运算电路103的输出为 100。数据保持电路103e保持加法平均运算电路103d的输出(在工作 开始时等加法平均运算电路103d尚无输出的情况下为预定的初始 值)，并将其反馈到加法平均运算电路103d。以上的限幅电3各103b、像素加法平均运算电^各103c、加法平均运 算电路103d和数据保持电路103e的输出各为10bit。AD输出目标值用寄存器104,用于保持第一 AD输出基准值。 在本实施方式中，第一 AD输出基准值为固定值。
减法器105，从AD输出平均值运算电路103的输出中减去第一 AD输出基准值(保持在AD输出目标值用寄存器104内)，并将其结 果输出到限幅电^各106。
限幅电路106,从A端口向除法器107输出将减法器105的输出 限制为预定的值后的值，并且从B端口向数字偏移校正电路113输出。 具体地说，限幅电路106的输出特性，例如按图6所示设定。图6中 的C为限幅设定值。如图6所示，当减法器105的输出超出±C的范 围时(减法器105的输出<-C、或+C〈减法器105的输出)，限幅电 路106从A端口输出减法器105的数据，从B端口输出0。而当减法 器105的输出在士C的范围内(-C^减法器105的车lr出^+C)时，限 幅电路106从A端口输出0,从B端口输出减法器105的数据。按照 这种方式，可以在使用DA转换器111的校正范围内设定不灵敏区。
上述的C的值，例如可以通过在减法器105内设置寄存器而设定 为任意的值。由该设定值决定偏移调整电路的工作稳定性。
以上的AD输出目标值用寄存器104、减法器105和限幅电路106 的输出为10bit。
除法器107,将限幅电路106的输出(10bit)变换为8bit后输出。 具体地说，将10bit输出的高位8bit向下移动2bit。除法器107的移 位量，需要根据对DA转换器111的设定值与AD转换器102的输出 值的关系来决定。例如，如后文所述，如果DA转换器111的设定值 与AD转换器102的输出值的关系为1:4,则需要使限幅电路106的 输出值除以4以上的值。
数据保持电路108,用于保持对DA转换器111的设定值(即减 法器109的输出值)。
减法器109,从由数据保持电路108保持着的值(即前一次的对 DA转换器111的设定值)中减去本次的除法器107的输出值，并将 相减结果(以下，称为偏移校正值)输出到DA转换器111。此外，当由数据保持电路108保持着的值小于从除法器107输出的值时，减
法器109输出0。由减法器109和上述数据保持电路108构成数字积 分电路。
基准电压监视器IIO将表示AD转换器102的基准电压(或基准 电压发生源电路的输出电压)的信息输出到偏移电压发生电路112。
DA转换器111将减法器109输出的上述偏移校正值作为设定值 (DA设定值)输入，并在箝位脉沖为L电平的期间(参照图2)将 与上述DA设定值对应的电压输出到偏移电压发生电路112。在本实 施方式中，DA转换器111的分辨能力为8bit。
偏移电压发生电路112,通过将电压与DA转换器111输出的电 压对应的偏移校正电压输出到放大器101，进行放大器101的输出的 偏移调整(称为模拟偏移校正)。具体地说，时刻X的偏移校正电压 为由以下的式(1 )或式(2)的Vobref (X)所示的电压。
Vobref(X)= Vadref + (D(X-1)-128)^^... (1)
256
Vobref(X) = Vadref +」Vref + (D(X-l)-128)^^'…(2)
256
此外，在上述的式(1)、式(2)中，各参数的含义如下。
Vadref: AD转换器的基准电压幅值VREFH-VREFL
D ( X-l ):前一次的DA转换器111的设定值
△ Vref: AD的基准电压和偏移电压发生电路的微小的电压误差
另外，所谓时刻X,意味着第X次箝位(即，不是像素的取样次数)。
此外，在本实施方式中，假定箝位脉冲为H电平的期间为16个
像素的信号期间。
利用上述的偏移校正电压进行偏移调整后的AD转换器102的输 出值DAD (t)如下式所示。
D』)"A-Vin(t)-Vobref(X) + Vadref).^^; [LSB] ... (3)在上述的式(3)中，各参数的含义如下。t: l像素的读出时间，即，要进行16个像素的读出需16t。 Vin (t):时刻t的对放大器101的输入信号振幅 A:放大器101的增益值从式(3)可以看出，可以通过相对于Vadref改变Vobref (X)的 值来调整输出偏移。在本实施方式中，利用图像传感器的每1行的 OB区域像素H (参照图2)进行偏移调整，以使黑电平基准与上述 第一 AD输出基准一致。此外，当减法器105的输出在土C的范围内(-C^减法器105的 输出^+C)时，如上所述，卩艮幅电路106从A端口输出0,因此实际 上不进行上述模拟偏移校正。另外，在本实施方式中，根据AD转换器102和DA转换器111 的分辨能力的关系，DA转换器111的输出每改变1LSB, AD转换器 102的输出值可以改变4LSB。即，由于DA转换器111的分辨能力低 于AD转换器102,对于DA转换器111的设定值的1LSB的变化， AD转换器102的输出值改变4LSB (即，DA转换器111的设定值与 AD转换器102的输出值存在着1:4的关系)，如图7所示，模拟偏移 校正为不连续的校正。精度在其以下的偏移调整，通过以下说明的数字偏移校正电路 113的数字偏移校正(将在后面说明)的进行。此外，本实施方式中 的限幅值的下限根据AD转换器102和DA转换器111的关系为± 化SB。数字偏移校正电路113，通过将预定的值与AD转换器102的输 出相加，对AD转换器102的输出进行偏移调整(称为数字偏移校正)。 当减法器105的输出超出±C的范围时(减法器105的输出<-C、或 十C〈减法器105的输出)，如上所述，限幅电路106从B端口输出0, 因此，实际上不进行上述数字偏移校正。另外，只要上述C的值大于 限幅下限值，可以在不损害电路的稳定性、校正精度的范围内任意设 定。数字偏移校正电路113，具体地说，具有校正值用寄存器113a和 加法器113b。
校正值用寄存器113a，用于保持来自限幅电路106的B端口的输出。
加法器113b，将AD转换器102的输出与校正值用寄存器113a 保持着的值相加后输出。
数字箝位电路114,将黑电平基准设定为任意的值。具体地说， 数字箝位电路114,具有输出基准码设定值寄存器114a和加法器 114b。
输出基准码设定值寄存器114a，保持用于将黑电平基准设定为任 意值的预定的值。
加法器114b,将加法器113b的输出与输出基准码设定值寄存器 114a内所保持着的值相加后输出。 (偏移调整电路100的工作)
首先，来自OB区域像素H的图像传感器(未图示)的输出，由 相关双取样电路(未图示。以下简记为CDS电路。而CDS是Correlated Double Sampling的缩写。)仅抽出图像信号分量。然后，将所抽出的 图像信号分量(模拟信号)输入到偏移调整电路100的输入端子(该 输入无论是差动输入还是单输入都可以)。
放大器101,将通过上述输入端子从CDS电路输入的模拟信号放 大后输出到AD转换器102。这时，偏移电压发生电路112，产生在 前一次进行偏移调整时得到的偏移校正电压(或预定的初始电压)， 并施加于放大器101。 AD转换器102,将放大器101输出的模拟信号 转换为12bit的数字值，并输出到AD输出平均值运算电路103和数 字偏移校正电路113。
在AD输出平均值运算电路103中，首先，由限幅电^各103b将所 输入的12bit的数字值限制为10bit。然后，像素加法平均运算电路 103c,将16个像素的限幅电路103b的输出平均，求出AD输出平均 值后输出到加法平均运算电路103d。加法平均运算电路103d，求出数据保持电路103e内所保持着的值(前一次的加法平均运算电路 103d的输出或预定的初始值)与像素加法平均运算电路103c的输出 的平均值后输出到减法器105。这样，通过参照前一次的AD输出平 均值，使在每个箝位期间求得的各个AD输出平均值具有相关性，因 此，即使在图像传感器的输出中突然产生了噪声时也可以将其影响减减法器105,从AD输出平均值运算电路103的输出中减去第一 AD输出基准值(保持在AD输出目标值用寄存器104内)，并将其结 果输出到限幅电路106。限幅电路106以图6中示出的输出特性将减 法器105的输出限制为预定的值，从A端口输出到除法器107，并且 从B端口输出到校正值用寄存器113a。来自A端口和B端口的输出 都是10bit的数据。除法器107,将所输入的10bit的数据变换为8bit后输出到减法器 109。减法器109,进行从由数据保持电路108保持着的值(即前一次 的对DA换器111的设定值)中减去本次的除法器107的输出值的减 法处理。将其结果作为本次的偏移校正值输出到DA转换器111。DA转换器lll，在箝位脉沖为L电平的期间(参照图2)，将与 上述偏移校正值对应的电压输出到偏移电压发生电路112。由此，才艮 据上述的式(1 )，调整放大器101的偏移。这样，在第X箝位脉冲为 H电平的期间计算出的偏移校正值，反映在第X+l箝位期间，进行第 X+l箝位期间的AD转换器102的输出(AD输出)的模拟偏移校正。另一方面，输入到数字偏移校正电路113的AD输出(12bit),通 过在加法器113b中进行与校正值用寄存器113a内所保持着的值的相 加处理，进行数字偏移校正，并输出到数字箝位电^各114。通过以上 的处理，可以由数字偏移校正电路113将来自图像传感器的黑电平信 号箝位在第一 AD输出基准值后输出。在偏移调整电路100的后级，当对AD转换后的图像信号进行数 字信号处理时，有时在进行数字信号处理前的阶段将黑电平基准设定 为任意的值。这时，例如，为进行放大器101的偏移调整，考虑将第一 AD输出基准变更为各种值，但放大器101的输出动态范围与AD 转换器102的动态范围相比总是不同的。特别是，第一 AD输出基准 值越高放大器101的输出动态范围越窄，因此，可能会使电路的S/N 特性受到恶劣影响。所以，DA转换器111的模拟偏移校正的值最好 始终保持一定。因此，这时，不是变更第一 AD输出基准值，而是预先在输出基 准码设定值寄存器114a中设定任意的设定值(称为第二 AD输出基 准值)。例如，当第一 AD输出基准值设定为128LSB、想从偏移调整电 ^各100的输出端子输出的黑电平基准为256LSB时，在输出基准码设 定值寄存器114a中设定+128LSB。因此，在数字箝位电路114中，由加法器114b将数字偏移校正电 路113的输出与第二 AD输出基准值相加，使从上述输出端子输出的 黑电平基准为256 (参照图8)。另外，例如当作为黑电平基准想要输 出比第一 AD输出基准值低的值时，在输出基准码设定值寄存器114a 中设定负的值作为第二 AD输出基准值。由此，可以使DA转换器 111的模拟偏移校正的值一定，因而能使放大器101的模拟特性保持 稳定。如上所述，按照本实施方式，由于不使用才莫拟积分电路，可以提 高偏移调整的稳定性，进而可以削减电阻元件等外装部件。另外，由于根据偏移量分别进行模拟偏移校正和数字偏移校正， 即使提高了对放大器的输出进行AD转换的AD转换器的分辨能力， 也可以使用于数字积分结果的DA转换的DA转换器的分辨能力小于 上述AD转换器的分辨能力。即，能够有助于电路规模的小型化或降 低功诔毛。另外，偏移电压发生电路U2，根据AD转换器102的基准电压 (或基准电压发生源电路)产生偏移校正电压，因此，在AD输出的 对基准电压或电源电压的相关特性、以及温度相关特性中可以减轻因 电压值的变化引起的对输出值的影响。即，可以减小偏移电压发生电路112的输出电压与AD转换器102的基准电压的相对的偏差，从而
使偏移调整电路的校正精度、稳定性进一步提高。
《发明的实施方式2》
图9是表示本发明的实施方式2的偏移调整电路200的结构的框 图。偏移调整电i珞200，如图9所示，与偏移调整电-路IOO相比，不 同点在于，代替限幅电路106而具有限幅电路201、代替数字偏移校 正电路113而具有数字偏移校正电路202。此外，在以下的说明中， 对具有与上述实施方式l相同的功能的构成要素标以同一符号而将其 -说明省略。
限幅电路201在减法器105的输出超出±C的范围时(即，减法 器105的输出〈-C、或+C〈减法器105的输出)，从A端口输出减法 器105的数据(参照图6)，从B端口将H电平的控制信号输出到数 字偏移校正电路202,同时，当减法器105的输出在土C的范围内(-C 〇减法器105的输出^+C)时，从A端口输出0，从B端口将L电 平的控制信号输出到数字偏移校正电路202 。
为使偏移调整电路稳定地工作，需要分别可靠地进行模拟偏移校 正和数字偏移校正各自的工作。当同时进行了模拟偏移校正和数字偏 移校正时将使电路变得不稳定而在最坏的情况下有可能不收敛，因此 需要注意。在本实施方式中，也在限幅电i 各201的^^莫拟偏移校正区域 和数字偏移校正区域分别设置不灵敏区，从而实现总是只将其中 一 方 的偏移值更新的结构。
数字偏移校正电路202，具有加法器202a、 AD输出平均值运算 电路202b、减法器202c、除法器202d、数据保持电路202e和加法器 202f。
加法器202a,将AD转换器102的输出与加法器202f的输出相加
后输出。
AD输出平均值运算电路202b，具有与AD输出平均值运算电路 103相同的电路结构，将从加法器202a输出的16个像素的输出(12bit 输出)的每1个限制为预定范围的值，同时输出限幅后的16个像素的输出的平均值(10bit)。
减法器202c从由AD输出目标值用寄存器104保持着的第一 AD 输出基准值中减去AD输出平均值运算电路202b的输出值。
除法器202d,将减法器202c的输出(10bit)变换(bit变换)为 9bit。具体地说，将10bit输出的高位9bit向下移动1bit。进行lbit 移位等同于除以2,如果通过该操作使减法器202c的输出改变2LSB 以上，则由数字偏移校正电路202进行数字偏移校正。此外，根据使 用该偏移调整电路的状况，bit变换也不一定必需进行。另外，当对 除法器202d输入由限幅电路201输出的控制信号、且所输入的控制 信号为H电平时，将输出值复位为0。
数据保持电路202e,用于保持加法器202f的输出。另外，当对 数据保持电路202e也输入由限幅电路201输出的控制信号、且该控 制信号为H电平时，将输出值复位为0。
加法器202f将数据保持电路202e的输出(即，前一次的加法器 202f的输出)与除法器202d的输出相加，并作为校正值输出到加法 器202a。由加法器202f和上述的数据保持电路202e构成数字积分电 路。
在上述的偏移调整电路200中，当减法器105的输出超出±C的 范围时，以与偏移调整电路100同样的方式进行模拟偏移校正。这时， 从限幅电路201的B端口向数字偏移校正电路202输入H电平的控 制信号，因此，将除法器202d和数据保持电路202e的输出复位为0。 由此，使加法器202f的输出变为0,因而不进行数字偏移校正。
另一方面，当减法器105的输出在土C的范围内时，限幅电路201 乂人A端口输出O,因此，不更新才莫拟偏移才交正值而固定在前一次的冲交 正值。然后，按照如下方式，由数字偏移校正电路202进行数字偏移
校正o
首先，AD输出平均值运算电路202b，从由加法器202a输出的 16个像素的数据计算AD输出平均值，并输出到减法器202c。减法 器202c,从第一 AD输出平均值中减去由AD输出平均值运算电路202b输出的AD输出平均值输出。减法器202c的输出，输入到除法 器202d，进行从1 Obit到9bit的bit移位。来自除法器202d的输出， 在加法器202f中与数据保持电路202e内所保持着的值(即前一次的 校正值)相加并输出到加法器202a。加法器202a将加法器202f的输 出值与AD转换器102的AD输出值相力口，并输出到数字箝位电路114 和AD输出平均值运算电路202b。
如上所述，在数字偏移校正电路202中，由数据保持电路202e 和加法器202f使在每个箝位期间求得的各个AD输出平均值具有相关 性，因此，可以更稳定地进行数字偏移校正。
此外，在上述的各实施方式中，利用图像传感器的每1行的OB 区域像素H进行偏移调整，但也可以用OB区域^象素V在1个画面 上只进行l次偏移调整。而且，也可以用以上2个0B区域像素进行 偏移调整。另外，在上述的各实施方式中，用16个像素的OB区域 像素计算了平均值，但在平均值计算中使用的像素数并不限于此。
工业上的可利用性
本发明的偏移调整电路具有能够提高偏移校正精度和稳定性而 不使电路规模增大的效果，作为进行放大器输出等的偏移校正的偏移 调整电路等是有用的。
权利要求
1.一种偏移调整电路，其特征在于，包括能够根据所输入的偏移校正电压来校正输出的偏移量的放大器；将上述放大器的输出转换为数字值的AD转换器；输出对上述AD转换器的输出值进行预定次数取样而计算出的平均值即AD输出平均值的AD输出平均值运算电路；输出从预定的输出基准值减去上述AD输出平均值后得到的值的减法电路；生成指示对上述放大器的偏移校正量的第一校正信息和指示对上述AD转换器的输出的偏移校正量的第二校正信息的限幅电路；输出对上述第一校正信息进行数字积分后得到的值即偏移校正值的数字积分电路；将上述偏移校正值转换为模拟信号后将其输出的DA转换器；将上述DA转换器输出的模拟信号转换为预定的电压后将其作为上述偏移校正电压输出给上述放大器的偏移电压发生电路；以及将上述第二校正信息和上述AD转换器的输出值相加并输出所得到的相加值的加法电路。
2. 根据权利要求1所述的偏移调整电路，其特征在于，还包括输出将预定的输出校正值与上述加法电路的输出相加后 得到的值的加法电路。
3. 根据权利要求1所述的偏移调整电路，其特征在于， 上述限幅电路被构成为根据上述减法电路的输出来生成上述第一校正信息和上述第二校正信息。
4. 一种偏移调整电路，其特征在于，包括 能够根据所输入的偏移校正电压来校正输出的偏移量的放大器； 将上述放大器的输出转换为数字值的AD转换器；输出对上述AD转换器的输出值进行预定次数取样而计算出的平均值即第一 AD输出平均值的第一 AD输出平均值运算电路；输出从预定的输出基准值减去上述第一 AD输出平均值后得到的值的第一减法电路；生成指示对上述放大器的偏移校正量的第一校正信息和指示对上述AD转换器的输出的偏移校正是否需要的第二校正信息的限幅电路；输出对上述第 一 校正信息进行数字积分后得到的值即偏移校正 值的第一数字积分电路；将上述偏移校正值转换为模拟信号的DA转换器；将上述DA转换器输出的模拟信号转换为预定的电压并将其作为 上述偏移校正电压来输出给上述放大器的偏移电压发生电路；上述AD转换器的输出值作为一个相加输入值而被输入的加法电路；输出对上述加法电路的输出值进行预定次数取样后计算出的平 均值即第二 AD输出平均值的第二 AD输出平均值运算电路；输出从上述输出基准值中减去上述第二 AD输出平均值后得到 的值的第二减法电路；以及根据上述第二校正信息对上述第二减法电路的输出进行数字积 分后将其作为另 一 个相加输入值输出给上述加法电路的第二数字积 分电路。
5.根据权利要求1所述的偏移调整电路，其特征在于， 上述偏移电压发生电路被构成为根据上述AD转换器的基准电
6.根据权利要求4所述的偏移调整电路，其特征在于， 上述偏移电压发生电路被构成为根据上述AD转换器的基准电
7.根据权利要求1所述的偏移调整电路，其特征在于， 上述AD输出平均值运算电路包括 保持要输出的平均值的数据保持电路；将所输入的数据限制为预定范围的值的AD输出限幅电路； 计算从上述AD输出限幅电路按预定次数连续输入的数据的平均值的第一平均运算电路；以及求出上述数据保持电路所保持着的平均值与由上述第一平均运算电路计算出的平均值的平均值，并将其保持在上述数据保持电路内且同时将其输出的第二平均运算电路。
8.根据权利要求4所述的偏移调整电路，其特征在于，上述第一 AD输出平均值运算电路和上述第二 AD输出平均值运算电路分别包括保持要输出的平均值的数据保持电路；将所输入的数据限制为预定范围的值的AD输出限幅电路；计算从上述AD输出限幅电路按预定次数连续输入的数据的平均值的第一平均运算电路；以及求出上述数据保持电路所保持着的平均值与由上述第一平均运算电路计算出的平均值的平均值，并将其保持在上述数据保持电路内且同时将其输出的第二平均运算电路。
全文摘要
本发明提供一种偏移调整电路。由AD输出平均值运算电路(103)求出来自AD转换器(102)的16个像素的输出值的平均值，并由减法器(105)求出上述平均值与第一AD输出基准值的差值。由限幅电路(106)根据上述差值分别进行模拟偏移校正和数字偏移校正，其中，模拟偏移校正，由DA转换器(111)和偏移电压发生电路(112)根据由数据保持电路(108)和减法器(109)构成的数字积分电路对上述差值进行了积分后得到的偏移校正值产生偏移校正电压，对放大器(101)的偏移进行校正；数字偏移校正，通过由加法器(113b)将预定的值与AD转换器(102)的输出值相加，校正偏移量。
文档编号H04N5/357GK101310514SQ20068004241
公开日2008年11月19日 申请日期2006年7月28日 优先权日2005年11月14日
发明者船桥正美 申请人:松下电器产业株式会社