JP2891880B2 - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/71—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
- H04N25/713—Transfer or readout registers; Split readout registers or multiple readout registers
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- Signal Processing (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Picture Signal Circuits (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は固体撮像装置に関し、特
に電荷結合素子（ＣＣＤ）を用いたテレビジョンカメラ
などの撮像用の固体撮像装置に関する。
に電荷結合素子（ＣＣＤ）を用いたテレビジョンカメラ
などの撮像用の固体撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＣＣＤなどこの種の固体撮像素子は、近
年の半導体技術の進歩によって、より高解像度のＣＣＤ
が開発され、放送用カメラなどの高品質な画像が要求さ
れる分野にも広く用いられるようになってきている。一
方、以上の高解像度化に伴なうチップサイズの縮小化、
高密度化により、１画素当たりの信号電荷量が減少する
ため感度およびダイナミックレンジ確保のため低雑音化
が必要不可欠であり、そのための様々な工夫が考案され
ている。
年の半導体技術の進歩によって、より高解像度のＣＣＤ
が開発され、放送用カメラなどの高品質な画像が要求さ
れる分野にも広く用いられるようになってきている。一
方、以上の高解像度化に伴なうチップサイズの縮小化、
高密度化により、１画素当たりの信号電荷量が減少する
ため感度およびダイナミックレンジ確保のため低雑音化
が必要不可欠であり、そのための様々な工夫が考案され
ている。
【０００３】ＣＣＤの出力アンプで発生するノイズを低
減し、感度を向上させるこの種の代表的な技術として、
ＣＣＤの出力信号を２組のサンプルホールド回路でサン
プルホールドした信号を差動回路で減算することにより
信号期間のＳ／Ｎを向上させる特開平４−３６０４７３
等記載の相関２重サンプリング回路や、ＣＣＤの出力信
号をバッファ回路で受けたのち２つに分割しその一方を
遅延回路を通過させ、差動アンプを用いて他の一方の信
号との電位差すなわちフイードスルー期間と信号期間の
電位差を検出する遅延差検出型雑音除去回路などがあ
る。
減し、感度を向上させるこの種の代表的な技術として、
ＣＣＤの出力信号を２組のサンプルホールド回路でサン
プルホールドした信号を差動回路で減算することにより
信号期間のＳ／Ｎを向上させる特開平４−３６０４７３
等記載の相関２重サンプリング回路や、ＣＣＤの出力信
号をバッファ回路で受けたのち２つに分割しその一方を
遅延回路を通過させ、差動アンプを用いて他の一方の信
号との電位差すなわちフイードスルー期間と信号期間の
電位差を検出する遅延差検出型雑音除去回路などがあ
る。
【０００４】また、この遅延差検出型雑音除去回路の高
域での利得特性の劣化要因である差動アンプを除去した
改良型のものとして、バッファ回路で受けたＣＣＤの出
力信号を終端が接地された遅延回路にに供給しその反射
信号と入射信号とを合成加算して、フイードスルー期間
と信号期間の電位の差を検出することにより両期間に重
畳された雑音成分を除去する特開平１−２０８９７５号
公報記載の反射型遅延雑音除去回路がある。
域での利得特性の劣化要因である差動アンプを除去した
改良型のものとして、バッファ回路で受けたＣＣＤの出
力信号を終端が接地された遅延回路にに供給しその反射
信号と入射信号とを合成加算して、フイードスルー期間
と信号期間の電位の差を検出することにより両期間に重
畳された雑音成分を除去する特開平１−２０８９７５号
公報記載の反射型遅延雑音除去回路がある。
【０００５】上記反射型遅延雑音除去回路を含む従来の
第１の固体撮像装置をブロックで示す図３（Ａ）を参照
すると、この従来の固体撮像装置は、固体撮像素子であ
るＣＣＤ１と、ＣＣＤ１を駆動して１画素期間内に検出
済の信号電荷をリセットドレイン部に掃き出すリセット
期間ｔ１と電荷検出部の電位を一定電位にリセットする
フイードスルー期間ｔ２と信号電荷が電荷検出部に注入
される信号期間ｔ３とに分割して出力信号ａを生成する
駆動回路２と、出力信号ａを受け次段以降の回路に供給
する信号Ａを生成するバッファ回路３と、入力端がバッ
ファ回路３の出力端に終端（出力端）が接地にそれぞれ
接続されたディレイライン４と、ディレイライン４の入
力端からの入射信号Ａ／反射信号Ｂの合成信号ｃの供給
を受けるエミッタフォロワ回路５と、エミッタフォロワ
回路５の出力信号Ｃのうち信号期間ｔ３およびフイード
スルー期間ｔ２の電位差を抜出すゲート回路６と、この
ゲート回路６の制御用のゲートパルスＧを供給するパル
ス発生回路７とを備える。
第１の固体撮像装置をブロックで示す図３（Ａ）を参照
すると、この従来の固体撮像装置は、固体撮像素子であ
るＣＣＤ１と、ＣＣＤ１を駆動して１画素期間内に検出
済の信号電荷をリセットドレイン部に掃き出すリセット
期間ｔ１と電荷検出部の電位を一定電位にリセットする
フイードスルー期間ｔ２と信号電荷が電荷検出部に注入
される信号期間ｔ３とに分割して出力信号ａを生成する
駆動回路２と、出力信号ａを受け次段以降の回路に供給
する信号Ａを生成するバッファ回路３と、入力端がバッ
ファ回路３の出力端に終端（出力端）が接地にそれぞれ
接続されたディレイライン４と、ディレイライン４の入
力端からの入射信号Ａ／反射信号Ｂの合成信号ｃの供給
を受けるエミッタフォロワ回路５と、エミッタフォロワ
回路５の出力信号Ｃのうち信号期間ｔ３およびフイード
スルー期間ｔ２の電位差を抜出すゲート回路６と、この
ゲート回路６の制御用のゲートパルスＧを供給するパル
ス発生回路７とを備える。
【０００６】ＣＣＤ１の構成をブロックで示す図３
（Ｂ）を参照すると、このＣＣＤ１は、駆動パルスφＨ
１，φＨ２で駆動される全段共通の駆動電極１７Ａ，１
７Ｂにより信号電荷を水平方向に転送しゲートパルスＯ
Ｇの供給に応答して出力ゲート１２から出力電荷ｃａを
出力する水平転送レジスタ１１と、出力電荷ｃａの電荷
検出部である浮遊拡散層１３と、リセット期間に排出さ
れた電荷を受けるリセットドレイン１５と、ゲートにリ
セット信号φＲの供給を受け浮遊拡散層１３の電荷をリ
セットドレイン１５に排出するリセット用のトランジス
タ１４と、浮遊拡散層１３からの信号電荷ｃａ対応の出
力信号ａを出力する出力アンプ１６とを含む。
（Ｂ）を参照すると、このＣＣＤ１は、駆動パルスφＨ
１，φＨ２で駆動される全段共通の駆動電極１７Ａ，１
７Ｂにより信号電荷を水平方向に転送しゲートパルスＯ
Ｇの供給に応答して出力ゲート１２から出力電荷ｃａを
出力する水平転送レジスタ１１と、出力電荷ｃａの電荷
検出部である浮遊拡散層１３と、リセット期間に排出さ
れた電荷を受けるリセットドレイン１５と、ゲートにリ
セット信号φＲの供給を受け浮遊拡散層１３の電荷をリ
セットドレイン１５に排出するリセット用のトランジス
タ１４と、浮遊拡散層１３からの信号電荷ｃａ対応の出
力信号ａを出力する出力アンプ１６とを含む。
【０００７】次に、図３およびこの回路の動作タイムチ
ャートを示す図４を参照して、従来の固体撮像装置の動
作について説明すると、まず、駆動回路２からのリセッ
ト信号φＲおよび位相が相互に反転している駆動パルス
φＨ１，φＨ２の供給に応答してリセット期間ｔ１，フ
イードスルー期間ｔ２，信号期間ｔ３から成る出力信号
ａが発生する。ＣＣＤ１の出力信号ａはバッファ回路３
で受けたのち入射信号Ａとしてディレイライン４に供給
される。ディレイライン４は、入射信号Ａをフイードス
ルー期間ｔ２に相当する時間反射遅延させた後反射信号
Ｂを出力し入力端において合成信号ｃを生成する。この
合成信号ｃはエミッタフォロワ回路５の出力信号Ｃとし
てゲート回路６に供給される。ゲート回路６はパルス発
生回路７からのゲートパルスＧの供給に応答して、信号
Ｃのフイードスルー期間ｔ２と信号期間ｔ３との差信号
を抽出する。これにより、リセット期間ｔ１におけるリ
セットノイズやＣＣＤ１の出力アンプで発生する１／ｆ
ノイズなどを低減するものである。
ャートを示す図４を参照して、従来の固体撮像装置の動
作について説明すると、まず、駆動回路２からのリセッ
ト信号φＲおよび位相が相互に反転している駆動パルス
φＨ１，φＨ２の供給に応答してリセット期間ｔ１，フ
イードスルー期間ｔ２，信号期間ｔ３から成る出力信号
ａが発生する。ＣＣＤ１の出力信号ａはバッファ回路３
で受けたのち入射信号Ａとしてディレイライン４に供給
される。ディレイライン４は、入射信号Ａをフイードス
ルー期間ｔ２に相当する時間反射遅延させた後反射信号
Ｂを出力し入力端において合成信号ｃを生成する。この
合成信号ｃはエミッタフォロワ回路５の出力信号Ｃとし
てゲート回路６に供給される。ゲート回路６はパルス発
生回路７からのゲートパルスＧの供給に応答して、信号
Ｃのフイードスルー期間ｔ２と信号期間ｔ３との差信号
を抽出する。これにより、リセット期間ｔ１におけるリ
セットノイズやＣＣＤ１の出力アンプで発生する１／ｆ
ノイズなどを低減するものである。
【０００８】この種の固体撮像装置では、低照度時にお
ける撮像対象が暗いときの感度改善方法として、ＣＣＤ
の水平方向の複数画素分の信号電荷を内部の電荷検出部
で加算し感度を著しく改善する方法が公知である。この
場合、上記複数画素対応の解像度低下と感度向上の度合
とがトレードオフ関係となる。
ける撮像対象が暗いときの感度改善方法として、ＣＣＤ
の水平方向の複数画素分の信号電荷を内部の電荷検出部
で加算し感度を著しく改善する方法が公知である。この
場合、上記複数画素対応の解像度低下と感度向上の度合
とがトレードオフ関係となる。
【０００９】上述した従来の第１の固体撮像装置に、こ
の低照度時の感度改善方法を付加した従来の第２の固体
化撮像装置を図３と共通の構成要素には共通の参照文字
／数字を付して同様にブロックで示す図５を参照する
と、図３と共通の構成要素１〜７に加えて、遅延時間が
ｔ２＋１画素周期（ｔ１＋ｔ２ｔ３）である第２のディ
レイライン８と、ディレイライン４および８を切替るス
イッチ９とをさらに備える。
の低照度時の感度改善方法を付加した従来の第２の固体
化撮像装置を図３と共通の構成要素には共通の参照文字
／数字を付して同様にブロックで示す図５を参照する
と、図３と共通の構成要素１〜７に加えて、遅延時間が
ｔ２＋１画素周期（ｔ１＋ｔ２ｔ３）である第２のディ
レイライン８と、ディレイライン４および８を切替るス
イッチ９とをさらに備える。
【００１０】動作について説明すると、高照度の場合の
通常の動作では、スイッチ９はディレイライン４を接続
して図３の回路と同一構成とするとともに、１画素周期
毎にリセット信号φＲをトランジスタ４のゲートに供給
し浮遊拡散層１３の電荷をリセットドレイン１５に排出
している。低照度の場合はスイッチ９はディレイライン
８を接続するとともに、２画素周期毎にリセット信号φ
Ｒをトランジスタ４のゲートに供給することにより、浮
遊拡散層１３は２周期分の信号電荷ａが加算され高Ｓ／
Ｎの出力信号を得ることができる。
通常の動作では、スイッチ９はディレイライン４を接続
して図３の回路と同一構成とするとともに、１画素周期
毎にリセット信号φＲをトランジスタ４のゲートに供給
し浮遊拡散層１３の電荷をリセットドレイン１５に排出
している。低照度の場合はスイッチ９はディレイライン
８を接続するとともに、２画素周期毎にリセット信号φ
Ｒをトランジスタ４のゲートに供給することにより、浮
遊拡散層１３は２周期分の信号電荷ａが加算され高Ｓ／
Ｎの出力信号を得ることができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の第１の
固体撮像装置の低照度時のＳ／Ｎを改善を図った従来の
第２の固体撮像装置は、高照度時と低照度時の各々に対
応してディレイラインを切替る高周波信号用のスイッチ
や上記低照度時対応の高周波信号を長時間遅延させるデ
ィレイラインなどが必要となり、周辺回路規模の大幅な
増加やインピーダンスの整合などの不安定要因が増大す
るという欠点があった。
固体撮像装置の低照度時のＳ／Ｎを改善を図った従来の
第２の固体撮像装置は、高照度時と低照度時の各々に対
応してディレイラインを切替る高周波信号用のスイッチ
や上記低照度時対応の高周波信号を長時間遅延させるデ
ィレイラインなどが必要となり、周辺回路規模の大幅な
増加やインピーダンスの整合などの不安定要因が増大す
るという欠点があった。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の固体撮像装置
は、半導体基板上に形成された光電変換素子群とこの光
電変換素子群で光電変換された信号電荷を転送する電荷
転送レジスタと転送された前記信号電荷を検出する浮遊
拡散型の電荷検出部とこの電荷検出部の電位変化を出力
する出力アンプと前記電荷検出部の電位を一定電位にリ
セットするリセット部と検出済みの前記信号電荷を掃き
出すリセットドレイン部とを含む電荷結合素子と、この
電荷結合素子を駆動して１画素周期内に前記信号電荷が
前記電荷検出部に注入される第１の期間と前記電荷検出
部の前記信号電荷が前記リセッットドレイン部に掃き出
される第２の期間と前記電荷検出部の電位が一定電位に
リセットされる第３の期間とに分割して撮像出力信号を
得る第１の駆動信号を発生する駆動回路と、前記撮像出
力信号を遅延させ遅延信号および非遅延信号を生成しこ
の非遅延信号の前記第１の期間と前記遅延信号の前記第
３の期間とを同時化させる遅延回路およびこれら遅延お
よび非遅延信号の差分を映像出力信号として発生する雑
音除去回路を備える固体撮像装置において、前記電荷結
合素子が、前記電荷転送レジスタの一部に第２の駆動信
号の供給に応答して前記信号電荷の転送又は転送停止を
独立に制御可能とする独立の駆動電極を備え、前記駆動
回路が、１画素周期および予め定めた複数の画素周期の
いずれか一方毎に選択的に前記第２の駆動信号を供給す
る第２の駆動信号発生回路を備え、前記第２の駆動信号
の前記複数の画素周期のとき前記電荷結合素子がこの複
数の画素数分の前記信号電荷を加算した前記映像出力信
号を発生することを特徴とするものである。
は、半導体基板上に形成された光電変換素子群とこの光
電変換素子群で光電変換された信号電荷を転送する電荷
転送レジスタと転送された前記信号電荷を検出する浮遊
拡散型の電荷検出部とこの電荷検出部の電位変化を出力
する出力アンプと前記電荷検出部の電位を一定電位にリ
セットするリセット部と検出済みの前記信号電荷を掃き
出すリセットドレイン部とを含む電荷結合素子と、この
電荷結合素子を駆動して１画素周期内に前記信号電荷が
前記電荷検出部に注入される第１の期間と前記電荷検出
部の前記信号電荷が前記リセッットドレイン部に掃き出
される第２の期間と前記電荷検出部の電位が一定電位に
リセットされる第３の期間とに分割して撮像出力信号を
得る第１の駆動信号を発生する駆動回路と、前記撮像出
力信号を遅延させ遅延信号および非遅延信号を生成しこ
の非遅延信号の前記第１の期間と前記遅延信号の前記第
３の期間とを同時化させる遅延回路およびこれら遅延お
よび非遅延信号の差分を映像出力信号として発生する雑
音除去回路を備える固体撮像装置において、前記電荷結
合素子が、前記電荷転送レジスタの一部に第２の駆動信
号の供給に応答して前記信号電荷の転送又は転送停止を
独立に制御可能とする独立の駆動電極を備え、前記駆動
回路が、１画素周期および予め定めた複数の画素周期の
いずれか一方毎に選択的に前記第２の駆動信号を供給す
る第２の駆動信号発生回路を備え、前記第２の駆動信号
の前記複数の画素周期のとき前記電荷結合素子がこの複
数の画素数分の前記信号電荷を加算した前記映像出力信
号を発生することを特徴とするものである。
【００１３】
【実施例】次に、本発明の実施例を図３と共通の構成要
素には共通の参照文字／数字を付して同様にブロックで
示す図１を参照すると、この図に示す本実施例の固体撮
像装置は、従来と共通のバッファ回路３と、ディレイラ
イン４と、エミッタフォロワ回路５と、ゲート回路６
と、パルス発生回路７とに加えて、ＣＣＤ１の代りに全
段共通の駆動電極１７Ａ，１７Ｂと出力ゲート１２との
間に設けた最終電極１８を有する水平転送レジスタ１１
Ａを備えるＣＣＤ１Ａと、駆動回路２の代りにこの最終
電極１８の駆動パルスφＨ２Ｌをさらに供給する駆動回
路２Ａとを備える。
素には共通の参照文字／数字を付して同様にブロックで
示す図１を参照すると、この図に示す本実施例の固体撮
像装置は、従来と共通のバッファ回路３と、ディレイラ
イン４と、エミッタフォロワ回路５と、ゲート回路６
と、パルス発生回路７とに加えて、ＣＣＤ１の代りに全
段共通の駆動電極１７Ａ，１７Ｂと出力ゲート１２との
間に設けた最終電極１８を有する水平転送レジスタ１１
Ａを備えるＣＣＤ１Ａと、駆動回路２の代りにこの最終
電極１８の駆動パルスφＨ２Ｌをさらに供給する駆動回
路２Ａとを備える。
【００１４】次に、図１を参照して本実施例の動作につ
いて説明すると、まず、ＣＣＤ１の水平転送レジスタ１
１Ａは駆動電極１７Ａ，１７Ｂが駆動回路２Ａから供給
される駆動パルスφＨ１，φＨ２により駆動され、同時
に独立に供給される駆動パルスφＨＬにより最終電極が
駆動されて信号電荷を水平方向に転送する。この水平転
送レジスタ１１Ａで転送された信号電荷は浮遊拡散層１
３で電圧信号ｃａとして検出され出力アンプ１６を経由
してＣＣＤ１の出力信号ａとして出力される。この出力
信号ａは、バッファ回路３とディレイライン４とエミッ
タフォロワ回路５とパルス発生回路７およびゲート回路
６とから成る従来と共通の反射型遅延差雑音除去回路に
送られる。
いて説明すると、まず、ＣＣＤ１の水平転送レジスタ１
１Ａは駆動電極１７Ａ，１７Ｂが駆動回路２Ａから供給
される駆動パルスφＨ１，φＨ２により駆動され、同時
に独立に供給される駆動パルスφＨＬにより最終電極が
駆動されて信号電荷を水平方向に転送する。この水平転
送レジスタ１１Ａで転送された信号電荷は浮遊拡散層１
３で電圧信号ｃａとして検出され出力アンプ１６を経由
してＣＣＤ１の出力信号ａとして出力される。この出力
信号ａは、バッファ回路３とディレイライン４とエミッ
タフォロワ回路５とパルス発生回路７およびゲート回路
６とから成る従来と共通の反射型遅延差雑音除去回路に
送られる。
【００１５】ここで、水平転送レジスタ１１Ａの最終電
極１８を駆動する駆動パルスφＨ２Ｌを共通の駆動パル
スφＨ２と同一の信号とすれば従来の技術で説明した通
常の動作と同一となる。また、駆動パルスφＨ２Ｌの周
波数を駆動パルスφＨ２に対し１／ｎとすれば、水平方
向の解像度は１／ｎとなるが感度はｎ倍となる。特に暗
い被写体を撮像する場合は、高Ｓ／Ｎの映像が得られ、
かつ反射遅延差雑音除去回路をそのまま利用できるため
さらに高感度が実現できる。
極１８を駆動する駆動パルスφＨ２Ｌを共通の駆動パル
スφＨ２と同一の信号とすれば従来の技術で説明した通
常の動作と同一となる。また、駆動パルスφＨ２Ｌの周
波数を駆動パルスφＨ２に対し１／ｎとすれば、水平方
向の解像度は１／ｎとなるが感度はｎ倍となる。特に暗
い被写体を撮像する場合は、高Ｓ／Ｎの映像が得られ、
かつ反射遅延差雑音除去回路をそのまま利用できるため
さらに高感度が実現できる。
【００１６】ｎ＝２とした場合の動作タイムチャートを
示す図２を併せて参照してこの場合の動作を説明する
と、この駆動パルスφＨ２ＬのＬＯＷレベル期間が駆動
パルスφＨ２の２周期毎に１回であり、転送される信号
電荷が２画素分加算され第２周期の期間ｔ３すなわち期
間ｔ６のタイミングで出力される。したがって、信号電
荷をリセットドレイン１５に掃き出すリセット期間ｔ
１，ｔ４および電荷検出部である浮遊拡散層１３を一定
電位にリセットするフイードスルー期間ｔ２，ｔ５は通
常の周波数で得られ、浮遊拡散層１３に信号電荷が注入
され信号出力ａが得られる信号期間のみが期間ｔ３では
出力されず一方期間ｔ６において加算された出力ａが得
られる。したがって、ディレイライン４の遅延時間は、
従来の第１の固体撮像装置のディレイライン４と同一の
期間ｔ３（＝ｔ６）に相当する時間で良い。ディレイラ
イン４の入射／反射合成信号すなわちエミッタフォロワ
５の出力信号Ｃはゲート回路６に供給され、このゲート
回路６はパルス発生回路７が期間ｔ６に発生するゲート
パルスＧの供給に応答してこの信号Ｃをゲートすること
により所望の動作が実現できる。
示す図２を併せて参照してこの場合の動作を説明する
と、この駆動パルスφＨ２ＬのＬＯＷレベル期間が駆動
パルスφＨ２の２周期毎に１回であり、転送される信号
電荷が２画素分加算され第２周期の期間ｔ３すなわち期
間ｔ６のタイミングで出力される。したがって、信号電
荷をリセットドレイン１５に掃き出すリセット期間ｔ
１，ｔ４および電荷検出部である浮遊拡散層１３を一定
電位にリセットするフイードスルー期間ｔ２，ｔ５は通
常の周波数で得られ、浮遊拡散層１３に信号電荷が注入
され信号出力ａが得られる信号期間のみが期間ｔ３では
出力されず一方期間ｔ６において加算された出力ａが得
られる。したがって、ディレイライン４の遅延時間は、
従来の第１の固体撮像装置のディレイライン４と同一の
期間ｔ３（＝ｔ６）に相当する時間で良い。ディレイラ
イン４の入射／反射合成信号すなわちエミッタフォロワ
５の出力信号Ｃはゲート回路６に供給され、このゲート
回路６はパルス発生回路７が期間ｔ６に発生するゲート
パルスＧの供給に応答してこの信号Ｃをゲートすること
により所望の動作が実現できる。
【００１７】また、ｎ＝３以上とした場合は最終電極１
８の駆動パルスφＨ２Ｌの周波数を駆動パルスφＨ２に
対し１／ｎの周波数で駆動し、ゲートパルスＧの周波数
もこれに同期して１／ｎとすれば良い。
８の駆動パルスφＨ２Ｌの周波数を駆動パルスφＨ２に
対し１／ｎの周波数で駆動し、ゲートパルスＧの周波数
もこれに同期して１／ｎとすれば良い。
【００１８】また本例では反射型遅延差雑音除去回路を
用いたが一般的な遅延差型雑音除去回路においても適用
可能なことは言うまでもない。
用いたが一般的な遅延差型雑音除去回路においても適用
可能なことは言うまでもない。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の固体撮像
装置は、電荷結合素子が電荷転送レジスタの一部に駆動
回路からの１画素周期または複数の画素周期の第２の駆
動信号の供給に応答して信号電荷の転送の実行／停止を
独立に制御可能とする独立の駆動電極を備え、上記第２
の駆動信号が複数の画素周期のときこの複数の画素数分
の信号電荷を加算した撮像出力信号を発生して遅延差雑
音除去回路に入力する構成とすることにより、回路規模
の増加やインピーダンスの不整合などの不安定要因の増
大することなく、低照度時において高Ｓ／Ｎを維持した
まま著しい高感度化が実現できるという効果がある。
装置は、電荷結合素子が電荷転送レジスタの一部に駆動
回路からの１画素周期または複数の画素周期の第２の駆
動信号の供給に応答して信号電荷の転送の実行／停止を
独立に制御可能とする独立の駆動電極を備え、上記第２
の駆動信号が複数の画素周期のときこの複数の画素数分
の信号電荷を加算した撮像出力信号を発生して遅延差雑
音除去回路に入力する構成とすることにより、回路規模
の増加やインピーダンスの不整合などの不安定要因の増
大することなく、低照度時において高Ｓ／Ｎを維持した
まま著しい高感度化が実現できるという効果がある。
【図１】本発明の固体撮像装置の一実施例を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図２】本実施例の固体撮像装置における動作の一例を
示すタイムチャートである。
示すタイムチャートである。
【図３】従来の第１の固体撮像装置を示すブロック図で
ある。
ある。
【図４】従来の第１の固体撮像装置の動作の一例を示す
タイムチャートである。を示すブロック図である。
タイムチャートである。を示すブロック図である。
【図５】従来の第２の固体撮像装置を示すブロック図で
ある。
ある。
１，１Ａ ＣＣＤ ２，２Ａ 駆動回路 ３ バッファ回路 ４，８ ディレイライン ５ エミッタフォロワ回路 ６ ゲート回路 ７ パルス発生回路 ９ スイッチ １１，１１Ａ 水平転送レジスタ １２ 出力ゲート １３ 浮遊拡散層 １４ トランジスタ １５ リセットドレイン １６ 出力アンプ １７Ａ，１７Ｂ 駆動電極 １８ 最終電極
Claims (3)
- 【請求項１】 半導体基板上に形成された光電変換素子
群とこの光電変換素子群で光電変換された信号電荷を転
送する電荷転送レジスタと転送された前記信号電荷を検
出する浮遊拡散型の電荷検出部とこの電荷検出部の電位
変化を出力する出力アンプと前記電荷検出部の電位を一
定電位にリセットするリセット部と検出済みの前記信号
電荷を掃き出すリセットドレイン部とを含む電荷結合素
子と、この電荷結合素子を駆動して１画素周期内に前記
信号電荷が前記電荷検出部に注入される第１の期間と前
記電荷検出部の前記信号電荷が前記リセッットドレイン
部に掃き出される第２の期間と前記電荷検出部の電位が
一定電位にリセットされる第３の期間とに分割して撮像
出力信号を得る第１の駆動信号を発生する駆動回路と、
前記撮像出力信号を遅延させ遅延信号および非遅延信号
を生成しこの非遅延信号の前記第１の期間と前記遅延信
号の前記第３の期間とを同時化させる遅延回路およびこ
れら遅延および非遅延信号の差分を映像出力信号として
発生する雑音除去回路を備える固体撮像装置において、 前記電荷結合素子が、前記電荷転送レジスタの一部に第
２の駆動信号の供給に応答して前記信号電荷の転送又は
転送停止を独立に制御可能とする独立の駆動電極を備
え、 前記駆動回路が、１画素周期および予め定めた複数の画
素周期のいずれか一方毎に選択的に前記第２の駆動信号
を供給する第２の駆動信号発生回路を備え、 前記第２の駆動信号の前記複数の画素周期のとき前記電
荷結合素子がこの複数の画素数分の前記信号電荷を加算
した前記映像出力信号を発生することを特徴とする固体
撮像装置。 - 【請求項２】 前記電荷結合素子が、２次元の電荷結合
素子であり前記電荷転送レジスタが前記信号電荷を水平
方向に転送する水平転送レジスタであることを特徴とす
る請求項１記載の固体撮像装置。 - 【請求項３】 前記雑音除去回路が、前記撮像出力信号
の供給を受けるバッファ回路と、 入力端を前記バッファ回路の出力端に出力端を接地にそ
れぞれ接続した前記遅延回路と、 前記遅延回路の前記入力端からの入射信号と反射信号と
の合成信号の供給を受けるエミッタフォロワ回路と、 前記エミッタフォロワ回路の出力信号のうち前記第１お
よび第３の各々の期間の電位差を抜出すゲート回路と、 前記ゲート回路の制御用のゲートパルスを供給するパル
ス発生回路とを備えることを特徴とする請求項１記載の
固体撮像装置。
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