JPH0135548B2 - - Google Patents

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【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、固体撮像素子により得られる出力信
号の雑音（ノイズ）を抑圧して高感度テレビカメ
ラ装置を得ることを可能とした信号処理回路を有
する固体撮像装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

CCDなどの固体撮像素子は従来の撮像管とく
らべ小型、軽量、高信頼性という特長があり、さ
らに図形歪、残像、焼付きがないなど特性面での
利点がある。このため、最近工業用テレビカメ
ラ、家庭用ビデオカメラなどに使われ始めてい
る。そして、さらには電子カメラへの応用が期待
されている。これらのカメラへの応用では物を見
るという装置であることにより高感度化への要求
が強い。固体撮像素子の高感度化は素子自身の光
電変換感度を向上する方法と素子自身で発生する
雑音（ノイズ）を抑圧する方法がある。前者は素
子の構造により決定されるものであり、今後大幅
に向上することは技術的に困難である。このた
め、現在固体撮像素子の感度を決めている主因は
素子自身から発生するノイズであり、このノイズ
を抑圧すればさらに高感度化が達成できる。固体
撮像素子のノイズは素子の出力部から発生するも
のが大きく影響する。

第９図および第１０図を用いて固体撮像素子の
ノイズ発生原因について説明する。第９図は
CCD撮像素子の出力回路部を示す模式図である。
例えばＰ型Si基板１上に形成された転送電極
φH₁，φH₂、出力ゲート電極OG、リセツトゲー
ト電極RS、リセツトドレイン電極RDへは所定の
パルスP₁，P₂，P_Rないし直流電圧V_OG，V_RDを加
え図の左から右方向へ信号電荷を転送する。出力
ゲート電極OGとリセツトゲート電極RSの間に設
けられたフローテイングのｎ型拡散層２は基板１
との間で信号電荷検知用ダイオードを構成してい
る。この拡散層２に接続してオンチツプのソース
ホロア回路３が設けてある。ソースホロア回路３
はMOS・FETを用いた２段の回路で構成されて
いる。そして２段共通のドレイン電極OD、サブ
ストレート電極SSおよび信号出力端子４の各電
極が設けてある。ドレイン電極ODへは直流電圧
V_ODを印加する。信号電荷は転送電極φH₂，φH₁
の下を転送され、出力ゲート電極OGの下を通り
拡散層２に流れ込みその電位を変化させる。この
電位変化をソースホロア回路３で受け出力端子４
から外部へ信号を出す。リセツトゲート電極RS
には一定周期でリセツトパルスを印加し、拡散層
２の電位をリセツトドレイン電圧V_RDにリセツト
する。この出力回路部はフローテイング拡散型出
力回路として固体撮像素子を扱つている設計者に
とつては周知である。

第１０図は第９図の出力回路の各部動作波形を
示すものである。転送電極φH₁のパルスがonの
期間内でリセツトゲート電極RSのパルスをoff―
on―offとする。このときの出力端子４から得ら
れる信号はリセツト電極RSのパルスがonの期間
t_Rはリセツトドレイン電圧V_RDにリセツトされ、
次の期間のリセツト電極RSのパルスがoffで転送
電極φH₁のパルスがonではソースホロア回路の
入力ゲート容量Ciとリセツト電極RSの容量Crで
決まる電位になる。この期間t_Nには信号は含まれ
ていない。そして次にリセツト電極RSのパルス
がoffで転送電極φH₁のパルスがoffの期間t_Sでは
信号電荷が電圧に変換され出力される。

ところで、このような構造の出力回路ではノイ
ズ源が２つある。一つはリセツト電極RSのパル
スがonのときに発生する熱ノイズがリセツト電
極RSのパルスをoffにしたときに拡散層２に残る
ため発生するもので、通常このノイズQnは次式
で表わせる。

Qn＝√・・ ここでｋはボルツマン定数、Ｔは絶対温度、Ｃ
は拡散層の容量を示す。このノイズは周波数に対
してほぼ一定に分布する白色ノイズであり、リセ
ツトノイズと呼ばれている。もう一つはソースホ
ロア回路３で発生する１／ｆノイズである。ソー
スホロア回路はMOS・FETで構成されている。
このためMOS・FET自身が持つ１／ｆノイズが
発生する。このためノイズは周波数が低くなる程
大きくなるノイズであり、特に再生画像上では目
立つものである。この二つのノイズは第１０図の
出力信号波形中に示すように各画素ごとに異なる
値となつて出力される。通常、CCDの出力信号
はリセツト電極RSのパルスの飛び込みを除去す
るためと信号期間t_Sの拡大を図るためLPFを用い
て平均化を行なう。この結果、得られた出力信号
中には図のハツチング部で示すように前述した二
つのノイズ成分が残る。このため出力信号のＳ／
Ｎ（信号／ノイズ）が劣化し、CCDの感度を向上
することができない問題があつた。特に１／ｆノ
イズは低周波成分であり、このことが再生画像上
では粗いノイズとなり非常に目立つ原因であつ
た。

このノイズを取り除きＳ／Ｎを改善する一方法
として第１０図に示す出力信号のt_Nの期間を一定
の直流電圧にクランプした後、信号期間であるt_S
の期間の電圧をサンプリングする相関２重サンプ
リング法が良く知られている。また、t_Nの期間を
一度サンプリングして期間の拡大をしてから相関
２重サンプリングを行なう方法が特開昭55−
163693号公報に開示されている。

しかしながら、CCDを駆動するクロツクパル
スの周波数が数ＭHz以上の高速である場合におい
てはt_Nの期間が短くなりクランプをするのに必要
な時間幅がとれなくなり、Ｓ／Ｎを改善すること
ができない問題があつた。発明者が実験した具体
的な数値を示すと、水平400、垂直500画素の
CCDでは水平クロツク周波数が7.16MHzになる。
この場合信号の１周期すなわち１画素周期が
140nsになる。この周期で確実な動作を得るには
リセツトゲート電極RSのパルスのon期間t_Rが
35ns、ノイズ期間t_Nが35ns、信号期間t_Sが70ns程
度になる。ノイズ期間t_Nは35nsであるが、この期
間内で十分安定になる期間はさらに狭くなり15ns
程度になる。したがつてクランプはこの15ns以内
で行なう必要があるが、15ns以内でクランプ回路
を正確に動作させることは非常に困難である。し
かもこの場合ではパルス幅15ns以下の狭いパルス
が必要になるため、このパルスが信号に混入し、
Ｓ／Ｎを劣化させる問題があつた。さらに相関２
重サンプリング回路はCCD出力信号中のt_N期間に
高域ノイズが含まれていると正確に動作せず、む
しろＳ／Ｎをクランプする以前の状態より劣化さ
せる問題があつた。またクランプパルスに信号帯
域内のパルス成分が含まれていると出力信号に固
定ノイズとして混入し再生像を著しく劣化させる
問題があつた。さらには相関２重サンプリングを
確実に動作させるのに必要な信号帯域は水平クロ
ツク周波数の５倍以上になる。この値は35MHz以
上になり、回路製作上困難である問題があつた。

以上説明したように従来はCCDのクロツク周
波数が数ＭHz以上で動作する場合での出力回路部
のノイズを取り除くことができずＳ／Ｎが劣化
し、高感度のテレビカメラを実現することができ
ない問題があつた。

〔発明の目的〕

本発明は上記の点に鑑みなされたもので、固体
撮像素子の出力回路部で発生する雑音（ノイズ）
を効果的に除去し、Ｓ／Ｎの良好な信号を得、高
感度のテレビカメラ装置の実現を可能とした信号
処理回路を備えた固体撮像装置を提供することを
目的とする。

〔発明の概要〕 本発明では、固体撮像素子を、その出力信号が
１画素周期内でほぼ等しい二つの期間、即ち有効
信号のないノズルのみの第１の期間と、ノイズと
有効信号の含まれる第２の期間をもつように駆動
する。そしてこのように第１、第２の期間に分割
された出力信号を、その一方は反転アンプに通
し、他方は同相アンプに通し、この２つの出力信
号を第１、第２のスイツチで交互にとり出してそ
のまま合成した後、この信号を平均化することに
より、ノイズ抑圧を行なう。

すなわち本発明は、固体撮像素子の雑音の大き
な要因であるリセツトノイズと１／ｆノイズが撮
像素子出力信号の１画素周期で発生することに着
目し、この１画素周期で信号のないノイズ期間
と、ノイズと信号の期間に分離する駆動を行な
い、ノイズのみ信号周波数を２倍に変調させ、こ
のノイズを例えば信号周波数のみ通過するLPF
で除去することにより、信号成分のみを得るノイ
ズ抑圧回路を備えた固体撮像装置である。

〔発明の効果〕

本発明のノイズ抑圧回路を備えることにより、
従来の雑音改善回路で問題となつていた有効信号
のないノイズのみの期間が短い状態においても確
実に雑音改善動作ができる。このため従来の回路
では数ＭHz以上の動作は困難であつたのに対し、
本発明の回路では有効信号のないノイズのみの期
間の時間幅の長さに依存しないので10MHz以上の
水平クロツク周波数においても確実に雑音改善が
できる。本発明では有効信号のないノイズのみ第
１の期間と、有効信号とノイズを含む第２の期間
の時間幅が同一であれば確実にノイズのキヤンセ
ルができる。このため信号処理回路の周波数帯域
も広く取る必要がなく１画素周期の信号が伝達で
きる値で良いため、従来の雑音改善回路である相
関２重サンプリング法で必要な１画素周期の５倍
〜７倍の周波数帯域に比べ回路設計上、容易かつ
確実に雑音改善ができる。また従来はクランプパ
ルスが信号に混入したが、本発明では第１、第２
の期間を交互に取り出す２つのスイツチに使用す
る２つの抜き取りパルスは互いに逆相関係である
ので、パルスの信号系への混入は極めて小さくな
り、この雑音改善回路自身によるノイズ付加はな
い。また、本発明はスイツチ回路に使用する抜き
取りパルスを正弦波にすることも可能であり、こ
のため抜き取りパルスによる高周波のおり返しノ
イズも除去できる。以上説明したように本発明に
よれば、固体撮像素子の出力回路部で発生するリ
セツトノイズと１／ｆノイズを抑圧できるので、
固体撮像素子を非常に少ない出力電圧で駆動する
ことが可能になる。このためＳ／Ｎの良好な高感
度のテレビカメラ装置を実現できる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を説明する。第１図は本
発明の固体撮像装置の一実施例の構成図、第２図
はその信号波形図である。CCD撮像素子１０は
駆動回路１１によつて所定のパルスで駆動され
る。撮像素子１０の出力信号は増幅回路１２を通
して所定レベルに増幅され、直流再生回路１３に
よつて水平走査周期でクランプされ、これにより
水平走査周期より遅いハム雑音などが除去され
る。そして、直流再生回路１３の出力は点線で示
したノイズ抑圧回路１７に入力される。ノイズ抑
圧回路１７は、併置された反転アンプ１４と同相
アンプ１５、及びこれらのアンプの出力に接続さ
れる第１、第２のスイツチS₁，S₂で構成されたス
イツチ回路１６、スイツチS₁，S₂から得られて合
成された出力信号を平均化するLPF１８で構成
される。スイツチS₁，S₂はそれぞれ抜取りパルス
Ａ，Ｂによつてon、off制御される。

CCD撮像素子１０の出力信号は第２図に示す
ように、有効信号のないノイズのみ第１の期間
t_N、有効信号とノイズが含まれる第２の期間t_S、
リセツトパルスの飛び込みがある期間t_Rを持つ状
態になるよう、駆動回路１１によつて動作させ
る。ここで重要なことはt_N＝t_Sとすることであ
る。このような駆動を行なう駆動回路の具体例は
後述する。そして、スイツチS₁にはt_N期間とt_R期
間の一部を含むt_A期間onとなるように抜き取りパ
ルスＡが制御端子１９に入力される。またスイツ
チS₂にはt_S期間とt_R期間の一部を含むt_B期間onと
なるように抜き取りパルスＢが制御端子２０に入
力される。これによりスイツチS₁とスイツチS₂の
出力が合成されると、基準レベルに対してt_A期間
のノイズは反転して、またt_B期間のノイズを含む
信号は同相で得られる。このことはノイズの繰り
返し周波数は有効信号の繰り返し周波数に対して
２倍になることを意味している。従つてこの出力
信号をLPF１８で平均化して信号の繰り返し周
波数以上をしや断することにより、ノイズは除去
される。ここで抜取りパルスＡとＢは逆相関係に
あるので、このパルスによる混入ノイズは互いに
相殺される。このため従来例で問題であつたクラ
ンプパルスの混入によるノイズ劣化などは本実施
例では現われない。

なお、抜き取りパルスＡ，Ｂは入れ換えても同
様である。また反転アンプと同相アンプを入れ換
えても同様に動作する。

次に本実施例のノイズ除去の原理を第３図及び
第４図を用いて説明する。第３図は時間ｔに対す
ノイズの応答特性Ｒを表わしたものである。(a)は
CCD出力信号中に含まれるリセツトノイズや
１／ｆノイズの場合であり、このノイズはCCD
の読み出しクロツク周波数fcpに対して２倍の周
期以上で発生する。第１図及び第２図で説明した
実施例ではこのノイズを(b)に示すように読み出し
クロツク周波数fcpの周期内で反転したノイズと
同相のノイズに分割する。この結果ノイズ周波数
は(a)に対して２倍になる。第４図は第３図に示し
たノイズ波形の周波数分布である。(a)に示す
CCD出力信号波形では読み出しフロツク周波数
fcpの1/2以下に信号成分とノイズ成分が含まれて
いる。これに対して本実施例では(b)に示すように
信号成分はそのままでノイズ成分は読み出しクロ
ツク周波数fcpの1/2以上の帯域に変換されてい
る。このノイズは点線で示す特性を持つLPFで
しや断すれば信号成分のみ残すことができる。

このように本実施例ではノイズを確実に除去す
ることが可能であり、Ｓ／Ｎの極めて良好な信号
が得られる結果、高感度のCCDテレビカメラが
実現できる。

次に第１図のノイズ抑圧回路部をより具体化し
た本発明の実施例を第５図、第６図により説明す
る。第５図は構成回路であり、第６図はその動作
図である。この実施例は発明者が設計、実験を行
ない本発明を実施する方法として極めて好ましい
結果を得た回路方式である。この方式は第１図で
説明したノイズ抑圧回路１７のうち反転アンプ１
４、同相アンプ１５、スイツチS₁，S₂からなるス
イツチ回路１６により構成される抜き取り回路部
に二重平衡差動回路を用いたものである。２組の
差動増幅回路を組合わせた二重平衡差動回路をノ
イズ抑圧回路に用いることにより抜取り周波数が
より高速で動作させることができ、かつ抜取りパ
ルスの信号系への混入が差動回路の効果により改
善できる特徴がある。

CCD撮像素子１０はタイミング発生回路など
を含む駆動回路１１で駆動され、その出力信号は
増幅回路１２を通し所定レベルに増幅される。そ
して差動回路５１、サンプルアンドホールド回路
５２、DC増幅回路５３で構成したフイードバツ
ク・クランプ回路による直流再生回路１３で直流
再生を行なう。フイードバツク・クランプはノイ
ズ抑圧回路へ入力する信号の水平ブランキング期
間の所定場所をタイミング発生回路から得たクラ
ンプパルスでサンプルアンドホールド回路５２と
ホールド用コンデChで―水平周期のホールドを
行ない、この電圧をDC電圧増幅回路５３を通し
て差動回路５１へ印加する。一方、抜取りパルス
Ａ，Ｂは駆動回路１１から得る。すなわち駆動回
路１１から得た読み出しクロツクパルスと同一の
周期のパルスを、先ず正弦波化回路５４を通して
正弦波に形成する。このことにより抜取りパルス
に含まれているノイズを除去できる。そして、位
相合わせ回路５５によつて正弦波化された抜取り
パルスの位相と直流再生された出力信号のt_A（ノ
イズ期間）とt_B（ノイズと信号期間）の位相が一
致するよう合わせる。そして、抜取りパルス発生
回路５６にて互いに位相が180゜異なつた抜取りパ
ルスＡ，Ｂを作成する。本発明では抜き取りパル
スの位相をCCD出力信号の位相に合わせて調整
する必要があるが、これを容易、かつ確実に行な
う方法として抜き取りパルスＡ，Ｂの一方のバイ
アスを変化させる。第６図の点線で示すように切
換レベルの幅を変えてt_Aとt_Bのバランスを取るこ
とができる。

ノイズ抑圧回路１７は、その抜き取り回路部に
二重平衡増幅回路を用いている。即ちトランジス
タQ_AとQ_Bを差動ペアにして、トランジスタQ_Cを
定電流源とした第１の差動増幅回路DA₁、トラン
ジスタQ_DとQ_Eを差動ペアにして、トランジスタ
Q_Fを定電流源とした第２の差動増幅回路DA₂の
２組の差動回路により構成した、いわゆる二重平
衡増幅回路である。トランジスタQ_AとQ_Eのベー
ス、トランジスタQ_BとQ_Dのベースはそれぞれ共
通接続される。トランジスタQ_CとQ_Fからなる定
電流源のエミツタは定電流回路５７に接続してい
る。そして一方の電流源トランジスタQ_Cのベー
スに直流再生された出力信号が入力され、他方の
電流源トランジスタQ_Fのベースに基準直流電圧
が与えられる。第１図と対応させれば、差動増幅
回路DA₁が反転アンプ１４とスイツチS₁に、差動
増幅回路DA₂が同相アンプ１５とスイツチS₂にそ
れぞれ対応する。そしてトランジスタQ_B，Q_Eの
共通接続されたドレインがスイツチ回路１６の出
力であり、これがソースホロアを介してLPF１
８に接続されることになる。

次にこの実施例でのノズル抑圧動作を説明す
る。トランジスタQ_cのベースには直流再生され
た信号が入力され、トランジスタQ_Fのベースに
は所定の直流電圧が基準レベルとして入力され
る。そしてトランジスタQ_AとQ_Eのベースへは正
弦波化した抜き取りパルスＡが、トランジスタの
スイツチon、offの切換時間と直流再生出力信号
のt_Aとt_Bの期間が一致するように切換レベルのバ
イアスを付加して入力される。一方トランジスタ
Q_B，Q_Dのベースへは抜き取りパルスＡと位相が
逆相の抜き取りパルスＢが、トランジスタのスイ
ツチon、offの切換時間と直流再生出力信号のt_A
とt_B期間に一致するよう切換レベルのバイアスを
付加して入力される。この結果、差動対の各トラ
ンジスタはベースへ正のパルスが入力されるとコ
レクタ電流は飽和になり、負のパルスが入力され
るとカツトオフまで振られる。したがつてコレク
タ電流はオン―オフと抜き取りパルスの半周期ご
とにスイツチ的に流れる。このような動作をさせ
トランジスタQ_Cに直流角生された信号が入力さ
れると、信号のt_A期間ではトランジスタQ_B，Q_D
がオン状態になるので、この期間の信号の経路は
第５図の一点鎖線で示したようになる。即ち入力
された信号は、トランジスタQ_cによつて反転さ
れ、トランジスタQ_Bを通つて取り出される。一
方、信号のt_B期間ではトランジスタQ_B，Q_Dはオ
フ状態となり、トランジスタQ_A，Q_Eがオン状態
になる。このため、この期間の信号の経路は第５
図の点線で示したようになる。即ち入力された信
号は、トランジスタQ_Fでは同相のままエミツタ
に表われる。そしてトランジスタQ_Eを通つて取
り出される。この結果、抜き取り回路の出力端子
ではt_A期間は反転され、t_B期間は同相となる信号
が加算されて現われる。

第６図のハツチング部はノイズ成分を示してい
る。これから明らかなように、ノイズは１画素期
間において反転ノイズと同相ノイズが得られ、信
号は同相のままとなる。このことはノイズ成分は
信号成分の２倍の周波数で変調されたのと同様に
なる。この信号をLPF18を通してノイズ成分を
除去し、信号の平均化を行なうとノイズのない、
極めて良好な画像信号が得られる。

このノイズキヤンセルで重要なことは、t_A期間
とt_B期間に含まれるノイズ量を同じにすることで
ある。これには抜き取りパルスの位相を調整すれ
ば良いが、この場合微調整をするのは時間を調整
するので困難である。本実施例ではこの微調整を
電圧調整で行なつている。この方法は例えば、第
５図の抜き取りパルスＢのバイアスを第６図の点
線で示すように抜き取りパルスＡのバイアスに対
して変化させることである。このことにより期間
t_A，t_Bはそれぞれt_A′，t_B′になる。ここではt_A期間
を小さくし、t_B期間を大きくした場合を一例とし
て説明している。このように抜き取りパルスＢの
バイアスを変化することにより、トランジスタ
Q_B，Q_Dのオン―オフ期間が制御され、反転した
ノイズ量と同相ノイズ量を等量にすることが容易
かつ確実にできる。

以上のように本実施例では、ノイズ抑圧回路に
高速性のある二重平衡差動回路を用いているので
確実に抜き取り動作が得られ、かつＡ，Ｂの２つ
の抜き取りパルスは差動回路で打ち消されるの
で、このパルスによる新たなノイズ付加は少な
い。また、本実施例では画像信号を直流成分を含
んだまま処理するので、従来のノイズ減少法で見
られた、サンプルアンドホールドによる高周波ノ
イズなどの混入が極めて少ない特長がある。

第５図の実施例を、発明者がすでに本願出願人
から発売されているCCD撮像素子（TCD205C）
を用いて試作実験した例を説明する。このCCD
撮像素子は水平400画素、垂直500画素であり、水
平クロツク周波数は7.16MHzである。このCCD撮
像素子で発生するノイズは2mVある。このため
Ｓ／Ｎ＝46dBを得るにはCCD出力信号電圧が
400mV必要である。このCCD撮像素子の出力信
号を本実施例のノイズ抑圧回路を通すことによ
り、ノイズを0.2mVと大幅に減少することが実現
できた。このことは従来3200〓の照明光でレンズ
絞りF1.4で明るさ20lxの感度であつたCCDテレビ
カメラを、10倍の高感度である明るさ2lxの感度
に向上できたことを意味する。これにより、
CCD撮像素子の実用範囲が大幅に拡大されるこ
とになる。

第７図、第８図は本発明のノイズ抑圧を確実に
動作させるためのCCD駆動回路の具体例を説明
する図である。本発明でのノイズ抑圧は、既に述
べたようにノイズ期間t_Aとノイズと信号期間t_Bの
時間を等量にすることがポイントである。ここで
説明するのは、この時間調整をCCD駆動のリセ
ツトパルスの位相を変化させて行なう方法であ
る。即ち第１図あるいは第５図で示したCCD駆
動回路１１は、タイミング発生回路７１、クロツ
クドライバ７２、位相合わせ回路７３により構成
している。CCD撮像素子１０は例えばNTSC方
式に適合したタイミングに合わせてタイミング発
生回路７１より得たクロツクパルスでクロツクド
ライバ７２を通して駆動される。そしてCCD撮
像素子１０より得られた出力信号は、増幅回路１
２で増幅した後、直流再生回路３４で信号の直流
分が再生される。そして本発明のノイズ抑圧回路
１７、つまり抜き取り回路７４とLPF１８によ
りノイズ抑圧が行われる。抜き取り回路７４では
タイミング発生回路７１より得た抜き取りパルス
Ａ，ＢでCCD出力信号のノイズ期間t_Aとノイズ＋
信号期間t_Bを抜き取り、一方の信号を反転させる
動作をさせる。ここでt_Aとt_Bの期間に含まれるノ
イズを等量にするために、この駆動回路１１で
は、CCD撮像素子１０に印加するにリセツトパ
ルスRSの位相を制御する。これはタイミング発
生回路７１より得たリセツトパルスRSを位相合
わせ回路７３によつて調整することによつて行な
う。

このような構成を用いて例えば、第８図に示す
ように水平レジスタのクロツクパルスφH₁とリセ
ツトパルスRSの位相を点線から実線の位置にす
る。この結果、得られるCCD出力信号は第８図
に示すようにリセツトパルスRSの位相に応じて
点線の位相を変えることができる。リセツトパル
スRSが点線の位置ではノイズ期間t_cとノイズ＋
信号期間t_Dのそれぞれのノイズ量は時間に大きな
差があるためノイズ抑圧効果は低い。これに対し
てリセツトパルスRSの位相を実線の位置に持つ
てくるとノイズ期間t_Aとノイズ＋信号期間t_Bのそ
れぞれのノイズ量は等量にできる。このため確実
にノイズ抑圧が行なえることになる。

このようなCCD駆動を行なうことにより、ク
ロツクパルスφH₁の立上り部がリセツトパルスの
オン期間に含まれるので、CCD出力信号へのク
ロツクパルスの飛び込みの影響を改善できる効果
もある。このため、さらにＳ／Ｎの良い高感度テ
レビカメラを実現することができる。

以上本発明の実施例を説明したが、本発明は以
下に列記するように種々の変形、応用が可能であ
る。

(a) 実施例のでは白黒テレビカメラについて説明
したが、CCD感光面上に色フイルタを設けた
カラーテレビカメラに本発明を適用することが
できる。これにより同様にノイズが少ない高感
度のカラー画像が得られる。

(b) 第１図の説明では反転アンプと同相アンプの
利得を同じにして行なつたが、このアンプの一
方の利得を調整することでノイズのバランスを
取り、ノイズ抑圧をすることでさらに確実な低
ノイズ化も可能である。

(c) 第１図および第２図の説明では各期間の出力
信号を合成してLPFを用いて平均化している
が、この平均化の処理に１画素周期の積分回路
を用いることによりノイズを有効に抑圧するこ
とが可能である。また、積分回路の後段に画像
信号のピーク値をホールドする機能を付加すれ
ば画像信号成分が１画素期間内で増加するので
さらに高いＳ／Ｎを得ることが可能である。

(d) 第２図のCCD出力信号の説明は波形が非常
にきれいな状態、すなわち周波数特性が十分良
好な場合について行なつているが、本発明は必
ずしもこの図のような波形にすることはない。
本発明では隣接画素の信号の混入が発生しない
程度まで信号処理系の周波数特性を低くしても
十分ノイズ抑圧ができる。

(e) 実施例の説明では、半導体基板との間でPn
ダイオードを構成するフローテイング拡散型の
信号電荷検知部をもつCCD撮像素子で説明し
たが、MOSダイオードを利用するフローテイ
ングゲート構造の信号電荷検知部をもつCCD
撮像素子においても同様の効果が期待できる。

(f) 本発明が適用できる固体撮像素子はCCDに
限らず、感光部画素がMOS構造で水平読み出
し部がCCD構造のものでも良い。これらの固
体撮像素子に共通する点は、信号電荷検知部が
周期的にリセツトトランジスタのオン、オフに
よりリセツされることである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成図、第２図は
その動作を説明するための信号波形図、第３図お
よび第４図は本発明のノイズ抑圧の原理を説明す
るための図、第５図はより具体化した実施例を説
明するための構成図、第６図はその動作を説明す
るための信号波形図、第７図は本発明のノイズ抑
圧を確実に行なうためのCCD駆動回路部のの構
成図、第８図はその動作を説明するための信号波
形図、第９図はCCDのノイズ発生原因について
説明するためのCCD出力部を示す模式図、第１
０図は第９図の動作を説明するための各部の動作
波形を示す図である。 １０……CCD撮像素子、１１……駆動回路、
１２……増幅回路、１３……直流再生回路、１４
……反転アンプ、１５……同相アンプ、１６……
スイツチ回路、１７……ノイズ抑圧回路、１８…
…LPF、１９……抜き取りパルスＡ、２０……
抜き取りパルスＢ、S₁……第１のスイツチ、S₂…
…第２のスイツチ、DA₁……差動増幅回路（反転
アンプ＋第１のスイツチ）、DA₂……差動増幅回
路（同相アンプ＋第２のスイツチ）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 半導体基板に、感光画素配列、各感光画素配
   列で光電変換された信号電荷を転送する信号電荷
   転送部、転送された信号電荷を検知するフローテ
   イング型の電荷検知部、この電荷検知部の電位変
   化を外部へ出力するアンプ、および前記信号電荷
   検知部の電位を前記感光画素の周期毎に所定電位
   にリセツトするリセツト部を集積形成してなる固
   体撮像素子と、この固体撮像素子を駆動して、出
   力信号の１画素周期内を画像の有効信号が含まれ
   ない第１の期間とこれとほぼ等しい期間で画像の
   有効信号が含まれる第２の期間とに分割して出力
   信号を得る駆動回路と、前記固体撮像素子の出力
   信号が入力される併置された反転アンプと同相ア
   ンプ、これらのアンプの出力を前記第１、第２の
   期間に同期させて交互に取り出す第１、第２のス
   イツチからなるスイツチ回路、及びこのスイツチ
   回路により交互に取り出された出力信号を合成し
   て高周波成分を除去する回路を有するノイズ抑圧
   回路とを備えたことを特徴とする固体撮像装置。 ２ 前記反転アンプと第１のスイツチおよび同相
   アンプと第２のスイツチをそれぞれ第１および第
   ２の差動増幅回路で構成した二重平衡差動増幅回
   路により構成し、第１の差動増幅回路の電流源ト
   ランジスタに前記固体撮像素子の出力信号を入力
   し、第２の差動増幅回路の電流源トランジスタに
   直流基準電圧を与え、第１、第２の差動増幅回路
   の各差動対トランジスタに互いに逆相関係にある
   正弦波状抜き取りパルスを入力するようにした特
   許請求の範囲第１項記載の固体撮像装置。 ３ 前記駆動回路は、前記第１および第２のスイ
   ツチを制御する抜き取りパルスの位相と前記固体
   撮像素子の出力信号の第１及び第２の期間の位相
   を合わせるべくリセツトパルスの位相を制御する
   回路を有する特許請求の範囲第１項記載の固体撮
   像装置。