JPH03123181A - 固体撮像素子 - Google Patents

固体撮像素子

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Publication number
JPH03123181A
JPH03123181A JP1260283A JP26028389A JPH03123181A JP H03123181 A JPH03123181 A JP H03123181A JP 1260283 A JP1260283 A JP 1260283A JP 26028389 A JP26028389 A JP 26028389A JP H03123181 A JPH03123181 A JP H03123181A
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JP
Japan
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horizontal
vertical
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transferred
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Pending
Application number
JP1260283A
Other languages
English (en)
Inventor
Masayuki Nishiki
雅行 西木
Masayuki Matsunaga
誠之 松長
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP1260283A priority Critical patent/JPH03123181A/ja
Publication of JPH03123181A publication Critical patent/JPH03123181A/ja
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、垂直方向に併設された複数の垂直転送手段で
転送された電荷を、水平方向に併設された複数の水平転
送手段に同時に転送する固体撮像素子に関する。
(従来の技術) 従来より固体撮像素子(CCD等)は、例えばX線診断
装置におけるTVカメラに用いられている。すなわちX
線診断装置において、X線はイメージインテンシファイ
ヤにより光学像に変換され、この光学像はTVカメラと
してのCCDに画像入力されてこのCCDによりTV映
像信号に変換されている。
しかしながら、従来では垂直転送手段としての垂直CC
Dで転送された電荷を、1つ読み出し線により1つの水
平転送手段としての水平CCDに転送していたため、例
えば1000×1000画素を有するCCDにより30
フレ一ム/秒の読み出しを行なう場合、水平CCDを4
0 M Hzで駆動する必要があった。このように水平
CCDを高速駆動すると、次のような問題がある。
■駆動周波数が40.MHzと高いので、高帯域回路系
が必要となり、また高帯域であるためS/Nが低下して
しまう。
■また画像信号をディジタル処理する場合、高速で高い
精度(例えば12ビツト)のディジタル画像信号を得る
A/D変換器が存在しなかった。
そこで、上記問題を解決すべく、複数の垂直CCDで転
送された電荷を、複数の読み出し線により水平方向に併
設された複数の水平CCDに同時に転送するようにした
多線読み出しが用いられるようになってきた。
第3図は従来のCCDにおける4線読み出しの一例を示
す概略構成図である。同図において、CCDは垂直方向
に併設された複数の垂直CCD■1〜v5と、コノ垂直
CCDV1〜V5の下部に水平方向に併設される4つの
水平CCDHI〜H4とを有している。また感光面が離
散的に複数の画素Aと複数の画素Bとで構成され、感光
により複数の画素Aと複数の画素Bとに電荷が蓄積され
る。駆動パルス回路12は、コントローラ11から入力
する制御信号によりフレーム蓄積インターレスモードで
あって、前記複数の画素Aの電荷を奇数フィールドで垂
直CCDVI〜v5の各転送電極に転送しさらに各転送
電極の電荷を水平CCDHI〜H4に転送し、複数の画
素Bの電荷を偶数フィールドでも垂直CCDVI〜v5
の各転送電極に転送しさらに各転送電極の電荷を水平C
CDHI〜H4に転送する。
具体的にはパルス駆動回路12は、コントローラ11か
ら入力する制御信号により垂直CCDV1−V5の各転
送電極を図示の如く駆動パルスφ1.φ2.φ3.φ4
の順序で垂直駆動し、フィルド内に前記複数の画素Aま
たは複数の画素Bで得た電荷を、前記水平CCDHI〜
H4に転送する。
前記垂直CCDVI〜v4の電荷は、前記コントローラ
11からの制御信号により、同時に対応する水平CCD
HI〜H4に転送される。すなわち第1列の垂直CCD
VIの電荷は、第1列の水平CCDHIに転送され、第
2列の垂直CCDV2の電荷は、第2列の水平CCDH
2に転送される。また第3列の垂直CCDV3の電荷は
、シ)3列の水平CCDH3に転送され、第4列の垂直
CCDV、17)電荷は、第4列の水平CCD H4ニ
転送される。以下同様に4列毎に同時に電荷は転送され
る。
このように4線読み出しにより4つの垂直CCDで転送
された電荷を、4つの水平CCDにより同時に転送する
ことにより、水平CCDI線当たりの読み出し周波数を
、水平CODを1線のみ用いた読み出し周波数に対して
1/4に低下できる。これにより、水平CCDの駆動が
容易になり、S/Nも改善できる。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、従来の多線読み出しは次のような問題が
ある。すなわち4つの読み出し線の特性にバラツキがあ
るため、このバラツキにより同期性ノイズが発生してい
た。4つの垂直CCDにおける4画素の電荷を、同時に
4つの水平CCDに転送することから、同期性ノイズの
周波数は、第4図に示すように前記固体撮像素子の固有
の最高信号周波数、すなわちナイキスト限界周波数fN
の1/2周波数となる。つまり同期性ノイズN、は、信
号スペクトルSの略中火に発生するので、フィルター等
により信号スペクトルSを抽出しようとすれば、信号中
に同期性ノイズN、が含まれることになり、結果として
同期性ノイズN1を除去できなかった。
そこでこの問題を解決すべく、例えば第5図に示すよう
な読み出し法がある。この読み出し法は、インターレス
走査モードを用い、コントローラ11aからの制御信号
によりパルス駆動回路12を駆動し、同一のフィールド
内で垂直方向に隣接する2画素を、隣接する2水平CC
Dに転送する方法である。例えば画素Aを転送するフィ
ールドにおいて、画素A(Hl)の水平CCDHIへの
転送及び画素A (H2)の水平CCDH2への転送を
同時に行なう。また同時に画素A (H3)の水平CC
DH3への転送及び画素A (H4)の水平CCDH4
への転送を行なう。
このようにすれば、同期性ノイズの水平方向への繰り返
し周波数は、第3図に示す方法に対して2倍となるので
、第6図(a)に示すように水平方向については、同期
性ノイズN2の周波数をナイキスト周波数fNに一致さ
せることができる。
しかしながら、垂直方向においては、4画素間期繰り返
しにより同期性ノイズが発生してしまう。
このため第6図(b)に示すように垂直方向信号スペク
トルの略中夫に同期性ノイズN1が混入してしまい、同
期性ノイズN1を除去できなかった。
そこで本発明の目的は、′水平方向及び垂直方向信号ス
ペクトルに同期性ノイズを発生することなく、画質を向
上し得る固体撮像素子を提供することにある。
[発明の構成] (課題を解決する為の手段) 本発明は上記の問題を解決し目的を達成する為に次のよ
うな手段を講じた。すなわち第1の発明は、垂直方向に
併設された複数の垂直転送手段で転送された電荷を、水
平方向に設けられた複数の水平転送手段に同時に転送す
る固体撮像素子において、前記各垂直転送手段の垂直方
向に併設された相隣接する2画素から同時に電荷を読み
出し、この電荷を前記画素毎に対応する前記水平転送手
段に転送する制御手段を備えた。
第2の発明として複数の水平転送手段は4つからなるこ
とを特徴とする。
第3の発明として制御手段は、ノンインターレス走査を
行なうことを特徴とする。
(作 用) このような手段を講じたことにより次のような作用を呈
する。各垂直転送手段の相隣接する2画素により得た電
荷を、同時に各水平転送手段に転送すると、複数の読み
出し線間の特性バラツキに起因する同期性ノイズの周波
数は2倍となって、信号スペクトルのナイキスト周波数
に一致できる。
これにより同期性ノイズの周波数は、信号スペクトルの
帯域外となるので、信号スペクトルのみを抽出するフィ
ルターにより前記同期性ノイズを容易に除去できる。
またノンインターレス走査を行なうことにより、各垂直
転送手段の相隣接する2画素により得た電荷を、同時に
各水平転送手段に転送するので、同様な効果が得られる
(実施例) 第1図は本発明に係る固体撮像素子を一実施例を示す概
略構成図、第2図は前記第1図における垂直CODの垂
直方向周波数に対する信号スペクトラムを示す特性図で
ある。なお前記第3図乃至第6図に示す部分と同一部分
は同一符号を付しその詳細は省略する。
本実施例が特徴とするところは、各垂直CCDVI〜v
5の垂直方向に併設された相隣接する2画素A、Bから
同時に電荷を転送し、この電荷を前記画素毎に対応する
前記水平CCDHI〜H4に転送する制御手段としての
コントローラ20を備えたことを特徴とする。
なお水平CODは、水平CCDHI〜H4がらなり、4
線読み出しが行なわれるものとなっている。
前記コントローラ20は、相隣接する2画素、すなわち
奇数フィールドの画素A及び偶数フィールドの画素Bの
同時読み出しを、ノンインターレス走査(プログレッシ
ブ)により行なうものとなっている。したがって、垂直
CCDの1画素はそれぞれ4電極を有し、第3図にイン
ターレス読み出しに対して2倍の配線密度になっている
次にこのように構成された実施例について説明する。ま
ずパルス駆動回路12にコントローラ20から制御信号
が入力すると、パルス駆動回路12により次の4線同時
読み出しが行なわれる。
すなわち、画素A(Hl)の電荷及び画素B(H2)の
電荷は垂直CCDVIの転送電極に転送され、最下段の
画素B (H2)の転送電荷は水平CCDH2に読み出
され、さらに2段目の画素A(Hl)の転送電荷は、水
平CCDHIに読み出される。また画素A (H3)の
電荷及び画素B (H4)の電荷は垂直CCDV2の転
送電極に転送され、最下段の画素B (H4)の転送電
荷は水平CCDH4に読み出され、さらに2段目の画素
A (H3)の転送電荷は、水平CCDH3に読 0 み出される。
また画素A(Hl)の電荷及び画素B (H2)の電荷
は垂直C0DV3の転送電極に転送され、最下段の画素
B (H2)の転送電荷は水平CCDH2に読み出され
、さらに2段目の画素A(Hl)の転送電荷は、水平C
CDHIに読み出される。また画素A (H3)の電荷
及び画素B (H4)の電荷は垂直CCDV4の転送電
極に転送され、最下段の画素B (H4)の転送電荷は
水平CCDH4に転送され、さらに2段目の画素A (
H3)の転送電荷は、水平CCDH3に転送され、4線
読み出しが終了する。
上述した垂直COD以外の垂直CCDの電荷も以下同様
に水平CODに転送される。
このようにすれば、水平CODにおける水平方向周波数
は、4線読み出し中に2回読み出されることから、同期
性ノイズは、ナイキスト周波数f、となる。また垂直C
CDにおける垂直周波数は、奇数フィールド画素人及び
偶数フィールド画素Bが同時に転送されることから、第
5図に示す1 従来の方法に対して2倍の周波数を得ることができる。
すなわち垂直方向周波数もナイキスト周波数fNとなる
これにより同期性ノイズの周波数は、信号スペクトルの
帯域外となるので、信号スペクトルのみを抽出するフィ
ルターにより前記同期性ノイズを容易に除去できる。
なお本発明は、上述した実施例に限定されるものではな
い。上述した実施例においては、固体撮像素子としてC
CDを説明したが、その他の固体撮像素子であっても良
い。また水平CCDは4つに限定されるものではなく、
その他の複数の読み出し線を有する複数の水平CCDで
あっても良い。
このほか本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施
可能であるのは勿論である。
[発明の効果コ 本発明によれば、各垂直転送手段の相隣接する2画素に
より得た電荷を、同時に各水平転送手段に転送すると、
複数の読み出し線間の特性バラツキに起因する同期性ノ
イズの周波数は2倍となっ2 て、信号スペクトルのナイキスト周波数に一致できる。
これにより同期性ノイズの周波数は、信号スペクトルの
帯域外となるので、信号スペクトルのみを抽出するフィ
ルターにより前記同期性ノイズを容易に除去できる。
またノンインターレス走査を行なうことにより、各垂直
転送手段の相隣接する2画素により得た電荷を、同時に
各水平転送手段に転送するので、同様な効果を得る固体
撮像素子を提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る固体撮像素子の一実施例を示す概
略構成図、第2図は前記第1図における垂直CODの垂
直方向周波数に対する信号スペクトラムを示す特性図、
第3図は従来の固体撮像素子の一例を示す概略構成図、
第4図は前記第3図における水平CCDの水平方向周波
数に対する信11.11 a、20−・・コントローラ
、12−・・パルス駆動回路、H1〜H4・・・水平C
CD、Vl〜v5・・・垂直CCD、φ、〜φ4・・・
駆動パルス、A・・・奇数フィールドの画素、B・・・
偶数フィールドの画素。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)垂直方向に併設された複数の垂直転送手段で転送
    された電荷を、水平方向に設けられた複数の水平転送手
    段に同時に転送する固体撮像素子において、前記各垂直
    転送手段の垂直方向に併設された相隣接する2画素から
    同時に電荷を読み出し、この電荷を前記画素毎に対応す
    る前記水平転送手段に転送する制御手段を備えたことを
    特徴とする固体撮像素子。
  2. (2)複数の水平転送手段は、4つからなることを特徴
    とする請求項1記載の固体撮像素子。
  3. (3)制御手段は、ノンインターレス走査を行なうこと
    を特徴とする請求項1記載の固体撮像素子。
JP1260283A 1989-10-06 1989-10-06 固体撮像素子 Pending JPH03123181A (ja)

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JP1260283A JPH03123181A (ja) 1989-10-06 1989-10-06 固体撮像素子

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JP1260283A JPH03123181A (ja) 1989-10-06 1989-10-06 固体撮像素子

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JP (1) JPH03123181A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0737052A (ja) * 1993-07-20 1995-02-07 Nec Corp 画像処理装置
JP2010010724A (ja) * 2009-10-14 2010-01-14 Sony Corp 固体撮像素子

Cited By (2)

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JPH0737052A (ja) * 1993-07-20 1995-02-07 Nec Corp 画像処理装置
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