JPH0740726B2 - 出力ビデオ信号発生回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、例えば固体イメージヤ（以下便宜上、固体
撮像器という）で見られるように、電荷結合装置（CC
D）の電荷転送チヤンネルの出力信号からビデオ信号を
抽出することに関するものである。

〔発明の背景〕

ベンデル（S.L.Bendell）氏およびレバイン（P.A.Levin
e）氏は、1984年３月６日両氏に付与された米国特許第4
435730号「低雑音CCD出力部」の中で、CCD出力信号段と
して浮動素子エレクトロメータを使用する際に付帯的に
生ずるフリツカ雑音（すなわち1/f雑音）の問題を解決
する方法について説明している。これらの浮動素子エレ
クトロメータは、CCD電荷転送チヤンネル中にある浮動
素子上の電荷を検出して、その電荷を出力電圧または出
力電流に変換する。浮動ゲートまたは浮動拡散部の何れ
かの形をとるこの浮動素子の電位は、電荷転送チヤンネ
ルの中でその素子の近くで処理される電荷パケツトによ
りその素子上に静電的に誘導される電圧の基準レベルを
与えるために、周期的に直流レベルを再生しなければな
らない。浮動拡散部エレクトロメータは、浮動ゲート・
エレクトロメータよりも好まれるが、その理由は、直流
レベルの回復過程でクランプとして使われる金属−酸化
物−半導体（MOS）トランジスタのソース電極として浮
動拡散部を利用できるからである。このことは浮動素子
に付帯するキヤパシタンスを減少させ、その結果クーロ
ンの法則に従つてエレクトロメータの感度を増加させる
ことになる。浮動素子エレクトロメータの出力（レスポ
ンス）の低周波成分は、フリツカ雑音で汚染されていて
具合が悪い。ベンデル氏およびレバイン氏は、クロスオ
ーバ回路を使つてこの問題を解決した。このクロスオー
バ回路は、最終的な撮像器出力信号の高周波成分として
浮動素子エレクトロメータ出力信号の高周波成分のみを
選択し、またこのクロスオーバ回路は最終的な撮像器出
力信号の低周波成分としてリセツト・ドレイン電流の低
周波成分を選択する。このリセツト・ドレイン電流は、
入力段として共通ソース接続増幅器をなす接合型電界効
果トランジスタ（JFET）を有するトランス・レジスタン
ス増幅器を使用して、一般に検出される。トランス・レ
ジスタンス増幅器の入力に印加されるリセツト・ドレイ
ン電流に応じて供給されるその増幅器の出力電圧は、浮
動素子エレクトロメータの場合に比べて高周波レスポン
スがより小さな傾向をもつ。しかしトランス・レジスタ
ンス増幅器出力の低周波部分を汚染する1/f雑音が比較
的少ない。1/f雑音を除去する別の方法で、良好な高周
波応答を得ることができる方法は既知である。２重同期
サンプリング法は、これら別の方法の中で最もよく知ら
れているものである。その他の方法はサンプリング周波
数のある調波（例えば第１調波）でCCD撮像器からの出
力信号のサンプルを同期検出することに依存している。

デービイ（L.N.Davy）氏は、1982年５月18日付で付与さ
れた米国特許第4330753号「電荷転送装置からの信号を
再生するための方法と装置」の中で、彼が比較的雑音の
少い情報信号と称する信号を電荷転送装置の出力段から
得るための方法について述べている。その方法の中で同
氏は、規則正しくサンプリングするエレクトロメータか
ら得られる出力信号は帯域フイルタを通つて、両サイド
バンド振幅変調（DSBAM）波のサイドバンドに分けら
れ、これらサイドバンドはエレクトロメータ段のクロツ
ク周波数のある調波の側方に位置していると説明してい
る。この分離された両サイドバンドは、そのクロツク周
波数の上記調波で動作するスイツチング復調器を使つて
同期検波される。振幅変調信号は、このスイツチング復
調器によりベースバンド・スペクトルを作るようにヘテ
ロダイン処理される。同期検波されたAMサイドバンドの
ベースバンド・スペクトルは、それに付帯する調波スペ
クトルから分離された上、同期検波前に帯域通過フイル
タにより抑圧された撮像器出力信号のベースバンド・ス
ペクトルとしてではなく、電荷転送装置からの出力信号
として使用される。デービイ氏によるこの方法は、浮動
素子エレクトロメータ段の1/f雑音を抑圧するのに効果
がある、その理由は、1/f雑音は主としてベースバンド
中に存在するからである。1/f雑音が熱雑音背景を越え
ている場合に、ベースバンドを完全になくするか、また
は少くとも１ないし2MHzの周波数帯までに減少させるこ
とは、２重同期サンプリング法に比べて比較的簡単であ
る。

レバイン（P.A.Levine）氏は、1984年３月15日付の米国
特許出願第590044号「単一サンプリングで低リセツト雑
音を与えるCCD浮動素子出力段」（特開昭60−65674号対
称）の中で、高域通過濾波処理および微分処理をした後
のCCD撮像器出力サンプルの同期検波について説明して
いる。この同期検波は、CCD撮像器出力信号クロツク周
波数で周期的に導通するスイツチを用いて、濾波処理ま
たは微分処理をしたレスポンスをサンプリングし、かつ
このサンプリングされたレスポンスを保持キヤパシタに
保持することにより行なわれる。浮動素子エレクトロメ
ータに印加するリセツト・パルスのタイミングを適切に
すれば、リセツト雑音を減少させ得ることを上記の米国
出願は開示している。浮動素子が周期的にある固定電位
にクランプされる浮動素子エレクトロメータのリセツト
過程では、一つのリセツト期間から別のリセツト期間ま
で浮動素子上に残される電位の変動によるリセツト雑音
が生ずる。リセツト雑音は、CCD撮像器のような電荷転
送装置の出力信号のビデオ周波数の高い部分では優勢な
雑音であり、一般に、0.07pfのキヤパシタンスを有する
浮動拡散部に続く金属−絶縁物−半導体・電界効果トラ
ンジスタ（MISFET）・エレクトロメータ段における雑音
よりも約8db大である。ビデオ周波数の低い部分では、
フリツカ雑音すなわち1/f雑音が優勢である。

レバイン（P.A.Levine）氏は、1985年12月３日付で付与
された米国特許第4556851号「電荷転送装置からの信号
における雑音の低域」の中で、ある異つた形のリセツト
雑音抑圧法を使つたCCD撮像器出力信号の同期検波につ
いて説明している。浮動素子のリセツトは、リセツト・
ドレインに印加される直流電位にリセツトされるのでは
なく、チヤンネル内の電位にリセツトされるのである。

しかしながら、1/f雑音を抑圧するために、出力クロッ
ク周波数のサイドバンドであるCCD撮像器出力信号のこ
れら成分を同期検波することには、実際上幾つかの問題
があることが判つた。同期検波は、CCD撮像器出力サン
プルと同期検波過程で使用されるスイツチング用搬送波
との間の位相関係の微小変動に対して不要に敏感であ
る。この敏感さは、同期検波器の出力レスポンスから得
られるビデオ信号中に、固定パターンのシエーデイング
を生成するような不要低周波成分が時々現れる傾向があ
ることで裏付けられる。この傾向は、CCD撮像器を低照
度レベルで動作させるときに最も顕著に現われる。

CCD撮像器出力サンプルには、それらの濾波処理および
同期検波の前の種々の低周波成分が重畳されがちであ
る。しかし、ベースバンド周波数を除去するための濾波
処理をいくら行なつても同期検波器出力レスポンス中の
不要低周波成分を消し去ることはできないので、これら
の不要低周波成分は、同期検波器を通して供給されるベ
ースバンド成分に起因するものではないことになる。

撮像器を低照度レベルで動作させると、同様の低周波の
固定パターン・シエーデイングが、CCD撮像器出力信号
の２重同期サンプリングに現われる。この固定パターン
・シエーデイングは、またサンプリング・パルスの位相
の関数であるように思われる。もしCCD撮像器出力信号
をサンプリングの前に低域通過処理しないと、一般に、
この型の固定パターン雑音を受け易い。それ故この固定
パターン雑音の発生源は、出力（Ｃ）レジスタのクロツ
ク信号の調波スペクトルであるCCD撮像器出力信号中の
クロツキング雑音とサンプリング・パルス周波数とのヘ
テロダイン作用にあるものと考えられる。

出力クロツク周波数の調波であるCCD撮像器出力信号成
分を同期検波することは、これまで1/f雑音を抑圧する
ために行われてきた。また、1/f雑音を抑圧するために
２重同期サンプリング操作も行われた。更に、1/f雑音
を抑圧するために、浮動素子エレクトロメータからおよ
びリセツト・ドレイン電流検出から得られた撮像器出力
信号についてベンデル氏およびレバイン氏のクロス・オ
ーバ技法も用いられた。それで、ベンデルおよびレバイ
ン両氏の技法を同期検波（または２重同期サンプリン
グ）と組み合わせることに、これまで気付かなかつた。
それはこの事が同期検波（または２重同期サンプリン
グ）の使用に伴なう複雑さに加えて更に複雑になるから
である。

リセツト・ドレイン電流の検出は、同期検波器の出力レ
スポンス（または２重同期タンプリング装置の出力レス
ポンス）に時々現われる低周波固定パターンの不要成分
に影響されない。それは、この撮像器出力信号を広帯域
にわたつてサンプリングしないからである。それ故この
出願の発明者にとつては、同期検波器（または２重同期
サンプリング装置）の出力レスポンスの低周波成分の代
りに、検出したリセツト・ドレイン電流の低周波成分を
使用する方が、低周波固定パターンの雑音障害を除く見
地から有利であると思われる。同期検波法および２重同
期サンプリング法は、リセツト・ドレイン電流検出と同
様1/f雑音が比較的少いから、また、不要低周波成分が
数＋KHzの範囲にしか広がらないから、リセツト・ドレ
イン電流検出と他のCCD撮像器出力信号の間のクロスオ
ーバ周波数は、米国特許第4435730号のベンデルおよび
レバイン両氏の技法の中で説明されている実際の周波数
より低く設定することができる。

検出したリセツト・ドレイン電流とクロスオーバする他
のCCD撮像器出力信号を、浮動素子エレクロメータ・レ
スポンスのベースバンド成分ではなく、同期検波器の出
力レスポンスまたは２重同期サンプリング回路の出力レ
スポンスにすることは、リセツト雑音を抑圧できる点で
有利である。リセツト雑音を抑圧するこの同期検波技法
は、例えば、前述のレバイン氏の特許出願の何れかに開
示されている形で実施することができる。

〔発明の概要〕

この発明は、低周波ビデオ・レスポンスと高周波ビデオ
・レスポンスを得るための手段を別々に持つCCD出力レ
ジスタを有する固体撮像器に実施されるもので、その撮
像器では出力CCDライン・レジスタ中のドレイン電流を
検出することにより低周波レスポンスが得られ、一方、
浮動素子エレクトロメータが、後で出力CCDライン・レ
ジスタ・リセツト・ドレインに転送されるチヤージ・パ
ケツトを検出し、その検出した広帯域レスポンスをサン
プリングすることにより高周波レスポンスが得られる。
エレクトロメータ出力信号から得られたこの高周波レス
ポンスは、得られた低周波レスポンスと合成される。

〔詳細な説明〕

第１図には、この発明の信号再生装置が、たとえばフイ
ールド転送型のCCD撮像器10である半導体撮像器と共に
使用した形で示されている。CCD撮像器10は、通例のよ
うに、イメージ（またはＡ）レジスタ11、フイールド蓄
積（またはＢ）レジスタ12、並列入力−直列出力（また
はＣ）レジスタ13を有する。出力信号サンプルは、浮動
素子型の電荷−電圧変換段を用いて、Ｃレジスタ13の右
端に転送されるチヤージ・パケツトから生成される。図
には、一例として、浮動拡散部型の電荷−電圧変換段が
示されている。そのような変換段では、チヤージ・パケ
ツトはＣレジスタ13の出力から浮動拡散部14に向つて規
則正しくクロツク転送され、そこで各パケツト中の電荷
の大きさが、ソース・ホロワ金属−絶縁物−半導体−電
界効果トランジスタ15、16の縦続接続より成るエレクト
ロメータにより測定される。更にMISFET17が、MISFET15
用の定電流発生器のソース負荷として接続されており、
MISFET16には、CCD撮像器10の出力信号サンプルが両端
に現われるチツプ外抵抗28がソース負荷として設けられ
ている。直流電位ODがMISFET15、16のドレインに印加さ
れ、それらがソースホロワ動作を行うようにしている。
MISFET16のソースは、CCD撮像器10の出力信号端子27
に、従つて更にチツプ外のソース負荷抵抗28を通つて接
地線につながれている。

CCD撮像器10の出力端子27に供給される出力信号サンプ
ルは、低雑音の電圧増幅器29の入力接続端に印加され
る。増幅器29の出力接続部は、微分器30に入力信号サン
プルを供給して、ソースホロワMISFT16に対する微分器3
0の入力接続部の負荷作用を緩衝（バツフア）してい
る。増幅器29は、高目のビデオ周波数を幾分か低下させ
るように十分に制限された帯域幅を有することが好まし
い。続いて、次にビデオ信号サンプルの時間に関する微
分処理が微分器30内で行われ、立上り速度の低下した信
号遷移に応答して時間的に引延ばされたパルスを生成す
るが、クロック信号の素通りに起因する過大な振幅をも
つスパイクを最終のレスポンス中に持ち込まない。時間
に関して微分処理された微分器30のビデオ・レスポンス
は、広帯域・低雑音増幅器35に対して入力信号として供
給される。

各チヤージ・パケツトが測定された後、MISFET15のゲー
トに印加される浮動拡散部14の電位は、リセツト・ゲー
ト18に印加されるφｒパルスに応動してリセツトされ
る。このパルスは、普通はＣレジスタ13のクロツク制御
される最終ゲート（特定して示さない）に印加されるク
ロツク・パルスよりも幾分狭く、クロツク・パルスが現
われる時間間隔内に起るように位置づけできる。リセツ
ト・ゲート18は、Ｃレジスタ13から更に浮動拡散部14と
端子ドレイン拡散部20を含むように延びている電荷転送
チヤンネル19の「上」に配置されている。更に詳しく言
うと、リセツト・ゲート18は、浮動拡散部14と端子ドレ
イン拡散部20の間の電荷転送チヤンネル19の「上」に配
置されており、直流ゲート21が、このゲート18より前に
配置されていて、そのゲート21には直流電位RGが印加さ
れている。直流ゲート21は、その直下に蓄積される電荷
の量を少なくるため短いゲートであることが好ましく、
リセツト・ゲート18に印加されるφｒパルスが、浮動拡
散部14と静電的に結合することを防止するために使用さ
れる。

第１図には、クロツク発生器25が示されており、これが
フイールド転送型のCCD撮像器で通常行なわれているよ
うに、３相クロツク信号のそれぞれの組をＡレジスタ1
1、Ｂレジスタ12、Ｃレジスタ13に供給する。このクロ
ツキング法の代りに任意の他の既知クロツキング法を使
用することもできる。クロツク発生器25は、浮動拡散部
出力段のゲート電極18に印加するため上記のようにφｒ
パルスを生成する。クロツク発生器25は、また、直列ラ
イン読出しの間Ｃレジスタ13のクロツク周波数に等しい
繰返し周波数でφｓパルスを供給する。そのφｓパルス
は線26を経て同期検波器40に印加される。このφｓパル
スは、広帯域低雑音増幅器35の出力接続部から同期検波
器40に供給される信号が同期検波の過程でサンプリング
される時点を制御するためのキヤリアとして使用され
る。増幅器35は、自体に伴う雑音が次段の同期検波の過
程で導入される雑音より大きくなるように信号レベルを
上げる電圧利得を示す。注意深く設計すれば、増幅器35
に原因する雑音は、CCD撮像器10内で生成される1/f雑音
に比べて無視できる。

微分器すなわち低周波抑圧フイルタ30は、直列腕キヤパ
シタ31と分路脚抵抗32より成る単純なRC高域通過フイル
タとして第１図に示されている。このRC時定数τは、背
景熱雑音に比べて可成り大きなフリツカ雑音すなわち1/
f雑音を伴つている、CCD撮像器10の出力サンプルの周波
数スペクトルのベースバンドの少くとも可成りの部分
が、同期検波器40に供給される微分器30の出力レスポン
ス中で抑圧されるように選択される。時定数τは、毎秒
当りのラジアンで表わして、折点（コーナ）周波数fcの
逆数であり、その周波数fcでの振幅成分はフイルタ30に
より3dB抑圧される。周波数fcは、微分器30の入力信号
中に存在する周波数の実質的な抑圧と実質的な非抑圧と
の間の境界の周波数であるが、その出力信号中に選択的
にのみ存在する周波数と考えることができる。Ｃレジス
タ13用のクロツク周波数に7.5MHzを用いる信号再生装置
において、本発明者は、キヤパシタ31として430ピコフ
アラドのものを、抵抗32として75オームのものを使用し
た。このRC高域通過フイルタは、35ナノ秒の時定数、す
なわちτを呈するので折点周波数は5MHzとなり、それ故
CCD撮像器10の出力サンプルのベースバンド・スペクト
ルの上側周波数は、同期検波器40の出力信号中の復調さ
れた第１調波スペクトルと合成されて高周波数ビデオ信
号のピーキングを行なう。（ベースバンド信号の残部と
復調された第１調波スペクトル信号は同期（相関）関係
にあるので、代数的に加算され、一方それぞれの帯域か
らの雑音成分は、同期関係がないので、ベクトル的に加
算される。従つて、この形の高周波数ビデオ・ピーキン
グによつて信号対雑音特性も有利になる。

浮動拡散部エレクトロメータにより得られる撮像器10の
出力信号サンプルに対するビデオ信号レスポンスを生成
するために同期検波器40を使えば、出力ライン・レジス
タ13の終端ドレイン接続22から取出した撮像器10の出力
信号サンプルから得られるビデオ信号レスポンスより
も、高周波ビデオ周波数に対し最高15dBまで雑音の少い
ビデオ信号レスポンスを供給することができる。この発
明による同期検波を行うため、後続する低域通過フイル
タを有するスイツチング復調器を使用することができ
る。しかし、そのような同期検波器は平均検波を行うの
で再生されたベースバンドには強い調波スペクトルが付
帯することになる。再生されたベースバンド・スペクト
ルに対する検波の過程で生ずる調波スペクトル残留分の
強度を低下させるため、サンプル・ホールド型の同期検
波法を使用することが好ましい。

第１図には、サンプリングに使うMISFET41の選択的導通
チヤンネルと、そのサンプルを保持するキヤパシタ42と
より成る簡単なサンプル・ホールド回路40が示されてい
る。MISFET41のゲートは、Ｃレジスタのクロツク周波数
に等しい周波数で供給されるφｓパルスを線26から受け
取り、このφｓパルスに応動して選択的にそのチヤンネ
ルが導通状態にされる。その時、MISFET41は、選択的導
通チヤンネル中に感知できる程の制御信号（線26からの
φｓパルス）を全く導入させることのない形式の伝送ゲ
ートとして働く。この形式の同期検波器の出力回路は、
選択導通チヤンネルに供給される入力信号に対して平衡
していない。この同期検波器の入力に印加されるベース
バンド・スペクトルは、その出力に現われ、この出力は
以前に説明した高周波ピーキング法に適応できるもので
ある。

サンプル・ホールド回路40から得られる検波済出力信号
は、スイツチング復調器から直接取出した信号とは異つ
て、ビデオ増幅器のカツト・オフにより与えられる範囲
を越えて濾波する必要のない有用なビデオ信号である。
検波された出力信号は、バツフア増幅器50に、次に平滑
フイルタ51に印加されるものとして第１図に示されてい
る。フイルタ51は、像の細部についての偽の細部につい
ての偽信号（エイリアシング）のない低雑音のビデオ信
号を供給できるように、クロツク周波数の残留分を除去
する低域フイルタであることが望ましい。平滑フイルタ
51により与えられる低域濾波作用は、クロツク周波数の
残留分をカツト・オフする一方全ビデオ周波数スペクト
ルを通過させるようにＣレジスタのナイキスト周波数に
近いカツト・オフ周波数を呈する。平滑フイルタ51から
のレスポンスは、次のバツフア増幅器52への入力信号と
して印加される形で第１図に示されている。バツファ増
幅器52は、クロスオーバ回路55の高周波入力回路に低出
力インピーダンス駆動を与える。

クロスオーバ回路55はキヤパシタ56を有するが、それは
バツフア増幅器52の出力信号の高周波成分を、ビデオ出
力信号が最終的に取出される別のバツフア増幅器60の入
力接続部に印加するためのものである。バツフア増幅器
53の出力レスポンスの低周波成分をバツフア増幅器60の
入力接続部に印加するため、クロスオーバ回路55は更に
可調整抵抗として図示されている抵抗素子57を有する。
素子57の抵抗とキヤパシタ56のキヤパシタンスにより構
成されているクロスオーバ回路55のクロスオーバ周波数
に影響しないように、バツフア増幅器60の入力インピー
ダンスは大きくしてある。

次に、バツフア増幅器53に印加される入力信号を引き出
すことについて考察しよう。（クロスオーバ回路55の第
２の入力接続部に印加されるバツフア増幅器53の出力信
号の低周波成分は、バツフア増幅器60により増幅され、
バツフア増幅器60により供給されるビデオ出力信号の低
周波成分を形成する。）直流電位RDは撮像器10の端子22
に、従つて端子ドレイン拡散部20に直接印加するのでは
なく、低フリツカ雑音の電流増幅器またはトランス・レ
ジスタンス増幅器61の「短絡」入力インピーダンスを経
由して印加される。各チヤージ・パケツトが浮動拡散部
14の直下から端子ドレイン拡散部20、端子22、増幅器61
の入力インピーダンスを通つてRDの電位源に排出される
に従つて、増幅器61は端子22を通つて流れる電流に対す
る出力レスポンスを発生する。このレスポンスは平滑フ
イルタ62内で平滑化されて連続したビデオ信号を形成す
る。この連続したビデオ信号は、不要の低周波成分を含
んでいるとしても極く僅かなもので、入力信号としてバ
ツフア増幅器53に印加される。増幅器60のビデオ出力信
号に、クロスオーバ領域を通じて平坦な周波数レスポン
スを持たせる必要があれば、増幅器29、35、50、52およ
び増幅器61、53の利得は、クロスオーバ付近の周波数に
おいて、クロスオーバ回路55に対する両入力信号の振幅
が実質的に等しくなるように選ばれる。クロスオーバ回
路55に対する両入力信号の振幅が、クロスオーバ周波数
領域で実質的に同一になるように、平滑フイルタ62はな
るべく同じカツト・オフ特性を持つ方がよい。フイルタ
62のレスポンスがフイルタ61のレスポンスよりクロスオ
ーバ点で所望の90゜だけ遅れるように幾分の遅延補償
（図示せず）を与えなければならないことがある。

同期検波器40により発生されるビデオ信号も、増幅器61
の出力レスポンスをフイルタ62内で平滑化して生成され
るビデオ信号も、感知できる程の1/f雑音を伴なつてい
ないので、クロスオーバ回路55中のクロスオーバ周波数
は、米国特許第4435730号の回路の周波数よりも低く選
ぶことができる。線周波数の５倍ないし10倍のクロスオ
ーバ周波数は、撮像器のどのように動作条件下における
望ましくない低周波シエーデイング成分をも抑圧するの
で、増幅器61をより狭い帯域幅を持つものとすることが
できる。

第２図はRCA社のカメラ装置に備えられている低フリツ
カ雑音トランス・レジスタンス増幅器の回路図である。
図中、特に付記のない限り、抵抗はオーム、キヤパシタ
はμｆ、インダクタンスはμＨで表わされている。この
増幅器は米国特許第4435730号の回路中にうまく使用さ
れているがこの発明にも使用できる。このトランス・レ
ジスタンス増幅器は5MHzと帯域幅を有している。

第３図の信号再生装置は、CCD撮像器10の端子27から信
号を再生するための手段を除いては、第１図の装置と同
様なものである。微分器30と同期検波器40の代りに２重
同期サンプリング回路70が使用されている。２重同期サ
ンプリング回路70は、サンプリング・スイツチとして使
用されるMISFET71と保持キヤパシタ72を有するサンプル
・ホールド回路を含んでいる。この２重同期サンプリン
グ回路70は、更に、直流阻止キヤパシタ73とキード・ク
ランプとして使われるMISFET74を有する直流再生回路を
バツフア増幅器29の後に持つている。直流再生回路とサ
ンプル・ホールド回路の間にはバツフア増幅器75が配置
されている。各φｒリセツト・パルスの後で、しかも電
荷が浮動拡散部18に再度入る前に、バツフア増幅器75の
入力を信号接地点にクランプするため、クロツク発生器
25はMISFET74のゲート電極にパルスφ_pcを供給しそのチ
ヤンネルを導通状態に駆動する。これによりリセツト雑
音レベルに応じた直流レベルの再生が行われ、すなわち
直流阻止キヤパシタ73に電荷を与えて、その両端間に、
浮動拡散部18に次に入る電荷に対するレスポンスに付帯
するリセツト雑音に対抗してこれを補償するような電圧
を維持するようにする。このφ_pcパルスが印加された後
MISFET74がもはやクランプ状態を維持しなくなると、Ｃ
レジスタ13はチヤージ・パケツトを浮動拡散部18にクロ
ツク転送する。浮動拡散部14への電荷転送動作の完了
後、このチヤージ・パケツトに対するエレクトロメータ
のレスポンスは、増幅器29により電圧増幅され、キヤパ
シタ73を通つて更にバツフア増幅器75により増幅され、
クロツク発生器25からMISFET71のゲート電極に供給され
るφ_SHパルスにFET71が応動して導通することにより保
持キヤパシタ72にサンプリングされる。このサンプル・
ホールド動作により、チヤージ・パケツトに対するレス
ポンス、リセツト雑音の残留分、増幅器29内で生ずる1/
f雑音は等しいデユーテイサイクルとされ、1/f雑音に対
する（同様に如何なる残留リセツト雑音に対しても）信
号対雑音比が改善される。２重同期サンプリング回路70
は、低周波の固定パターン・シエーデイングを示すが、
これは他の低周波成分と共にクロスオーバ回路55中に抑
圧される。２重同期サンプリング回路70の出力レスポン
ス中の残余の高周波成分は、リセツト・ドレイン22を流
れる電流に対する低周波レスポンスによりクロスオーバ
回路55中で増加するが、これはこの発明の第１図の実施
例における動作と類似している。

第１図または第３図の回路は、増幅器61が適度に低い出
力インピーダンスをもつたトランス・レジスタンス増幅
器である場合、クロスオーバ回路に55対する入力信号を
バツフア増幅器52、53の出力からではなく、バツフア増
幅器50と増幅器61の出力から供給するように変更するこ
とができる。その時にはバツフア増幅器52、53は不要に
なる。それ故平滑フイルタ51、62は、クロスオーバ回路
55の後段にあるバツフア増幅器60と直列に接続した単一
の平滑フイルタにより置き換えられる。この分野の技術
に習熟している人々および前述の開示に精通している人
々にとつては、この発明の原理を利用した好ましい実施
例について上記以外にも多くの変形を容易に想到できる
筈であるから、特許請求の範囲の解釈に当つてはその様
なことに留意すべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による出力ビデオ信号を生成するため
の、同期検波器を有する一例回路を組合わせたCCD撮像
器の回路図、第２図はこの発明による出力ビデオ信号を
生成するための回路に使用するに適したそれ自体既知の
低フリツカ雑音のトランス・レジスタンス増幅器の回路
図、第３図はこの発明による出力ビデオ信号を生成する
ための、２重同期サンプリングを使用した一例回路に結
合されたCCD撮像器の回路図である。 10……CCD撮像器、11……Ａレジスタ、12……Ｂレジス
タ、13……Ｃレジスタ、14……浮動拡散部、15、16……
浮動素子エレクトロメータを構成するMIS電界効果トラ
ンジスタ、19……電荷転送チヤンネル、20……端子ドレ
イン拡散部、22……終端ドレイン接続部、27……CCD撮
像器10の出力端子、30……低周波抑圧フイルタまたは微
分器、40……同期検波器、55……クロスオーバ回路、61
……低1/f雑音電流増幅器またはトランス・レジスタン
ス増幅器、70……２重同期サンプリング回路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定のクロック周波数でクロック制御され
   る出力電荷結合装置電荷転送チャンネルと、該電荷転送
   チャンネルの中のある点における電荷を検出するための
   浮動素子エレクトロメータと、該電荷転送チャンネルの
   端部における終端ドレインとを有する固体撮像器と組み
   合わせ使用して出力ビデオ信号を生成するための回路で
   あって： 前記浮動素子エレクトロメータに接続されており、1/f
   ノイズに汚染されている低周波成分と、リセットノイズ
   を伴った高周波成分とを含んだ第１の電気的出力信号を
   供給する第１の増幅器と、 前記終端ドレインに接続されており、1/fノイズについ
   ては比較的少ない低周波成分を有するが、高周波域にわ
   たって著しく衰退したレスポンスを呈する第２の電気的
   出力信号を供給する第２の増幅器と、 前記第１の増幅器の出力端に接続されており、前記第１
   の電気的出力信号の広帯域サンプリングを行う手段であ
   って、処理された第１の電気的出力信号を生成し、該処
   理された第１の電気的出力信号において、前記1/fノイ
   ズおよびリセットノイズの成分については比較的よく取
   り除かれているが、該サンプリングの結果として低周波
   固定パターンシェーディング成分を望ましからざるもの
   として伴う手段と、 前記処理された第１の電気的出力信号を高域濾波した成
   分と、前記第２の電気的出力信号を低域濾波した成分と
   を組み合わせることにより、連続した周波数スペクトル
   の出力信号を形成する結合手段であって、該高域濾波し
   た成分においては、前記低周波固定パターンシェーディ
   ング成分が抑圧されており、該低域濾波した成分におい
   ては、著しく衰退しているレスポンスの高周波成分が抑
   圧されている結合手段と を具備したことを特徴とする 出力ビデオ信号発生回路。
2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項において、前記結合
   手段はクロスオーバ回路を含み、該クロスオーバ回路の
   クロスオーバ周波数は、前記ビデオ信号のライン周波数
   の５倍ないし10倍であることを特徴とする出力ビデオ信
   号発生回路。