JPH0746844B2 - 固体撮像装置の信号読み出し装置 - Google Patents
固体撮像装置の信号読み出し装置Info
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- JPH0746844B2 JPH0746844B2 JP61054773A JP5477386A JPH0746844B2 JP H0746844 B2 JPH0746844 B2 JP H0746844B2 JP 61054773 A JP61054773 A JP 61054773A JP 5477386 A JP5477386 A JP 5477386A JP H0746844 B2 JPH0746844 B2 JP H0746844B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はCCD（Charge Conpled Device）やCPD（Charge
Priming Device）を用いた固体撮像装置の影像信号読み
出し装置に関するものである。
Priming Device）を用いた固体撮像装置の影像信号読み
出し装置に関するものである。
第８図は従来のCCD型固体撮像装置の原理図である。マ
トリクス状に配列された光電変換素子である光ダイオー
ド２からなる感光部９と、光ダイオード２に蓄積された
光信号を読み出すための縦方向垂直転送手段（CCD）11
〜1Nおよび水平向水平転送手段（CCD）３と、転送され
た信号を増幅して出力する出力増幅器回路４からなつて
いる（特開昭59−143479）。
トリクス状に配列された光電変換素子である光ダイオー
ド２からなる感光部９と、光ダイオード２に蓄積された
光信号を読み出すための縦方向垂直転送手段（CCD）11
〜1Nおよび水平向水平転送手段（CCD）３と、転送され
た信号を増幅して出力する出力増幅器回路４からなつて
いる（特開昭59−143479）。
第９図は第８図における出力増幅器回路４の例を示す図
である。30は水平方向のCCD3で転送した信号電荷量QSを
電圧量に変換する小さな静電容量CO、31は容量CO間に信
号電荷量QSに比例して生じる信号電圧VO＝QS／COを低下
インピーダンスで出力するソース・フオロア用のMOS型F
ET、32は容量CO内の信号電荷量QSを外部に取除くための
リセツト用MOS型FETである。
である。30は水平方向のCCD3で転送した信号電荷量QSを
電圧量に変換する小さな静電容量CO、31は容量CO間に信
号電荷量QSに比例して生じる信号電圧VO＝QS／COを低下
インピーダンスで出力するソース・フオロア用のMOS型F
ET、32は容量CO内の信号電荷量QSを外部に取除くための
リセツト用MOS型FETである。
上記第８図および第９図に示す構造の装置において、信
号は次のようにして読み出される。すなわち、まず１フ
レーム期間で光ダイオード２に蓄積した信号電荷を、垂
直帰線期間の間に縦方向のCCD11〜1N内に移す。縦方向
のCCDは水平帰線期間ごとに１ラインずつ転送し、信号
電荷を水平方向のCCD3に順次移す。水平帰線期間に水平
方向のCCDに移した信号電荷は、それに続く１水平期間
に水平方向のCCDに水平走査のクロツクパルスを加える
ことによつて順次容量CO内に転送する。ｌ番目のクロツ
クパルスで容量COに移した信号電荷QS (l)は、容量CO間
に電圧VO (l)を生じ、ソース・フオロア出力端33から電
圧VO (l)のホールドパルス（第10図パルス4l）を出力す
る。この後、信号電荷QS (l)をリセツト用MOS型FET32を
通して外部に取り除く。またつぎのｌ＋１番目のクロツ
クパルスで再びつぎの信号電荷QS (l)を容量COに移し、
電圧VO (l)のホールドパルス（第10図パルス４（ｌ＋
１））を出力する。以下同様の操作を繰り返すことによ
つて順次信号を、信号電荷QS (l)に比例した電圧VO (l)の
ホールドパルスの列（第10図（ｃ））として出力する。
信号成分は第10図（ｃ）の出力信号の変調信号成分を低
域濾波器LPFによつて取出すことにより得られる。
号は次のようにして読み出される。すなわち、まず１フ
レーム期間で光ダイオード２に蓄積した信号電荷を、垂
直帰線期間の間に縦方向のCCD11〜1N内に移す。縦方向
のCCDは水平帰線期間ごとに１ラインずつ転送し、信号
電荷を水平方向のCCD3に順次移す。水平帰線期間に水平
方向のCCDに移した信号電荷は、それに続く１水平期間
に水平方向のCCDに水平走査のクロツクパルスを加える
ことによつて順次容量CO内に転送する。ｌ番目のクロツ
クパルスで容量COに移した信号電荷QS (l)は、容量CO間
に電圧VO (l)を生じ、ソース・フオロア出力端33から電
圧VO (l)のホールドパルス（第10図パルス4l）を出力す
る。この後、信号電荷QS (l)をリセツト用MOS型FET32を
通して外部に取り除く。またつぎのｌ＋１番目のクロツ
クパルスで再びつぎの信号電荷QS (l)を容量COに移し、
電圧VO (l)のホールドパルス（第10図パルス４（ｌ＋
１））を出力する。以下同様の操作を繰り返すことによ
つて順次信号を、信号電荷QS (l)に比例した電圧VO (l)の
ホールドパルスの列（第10図（ｃ））として出力する。
信号成分は第10図（ｃ）の出力信号の変調信号成分を低
域濾波器LPFによつて取出すことにより得られる。
ところで第９図の出力増幅器回路において、容量30内に
ホールドした信号電荷量QSを外部に取除くためのリセツ
ト用MOS型FET32は理想的スイツチ素子ではなく、ON抵抗
を有している。そのためリセツト用MOS型FET32がON状態
にあるとき、上記ON抵抗の熱雑音による雑音電圧が容量
CO間に発生するが、リセツト用MOS型FET32がOFF状態に
なつたとき、その時間容量CO間に発生している雑音電圧
の瞬時値がホールドされ、出力信号内に混入する。
ホールドした信号電荷量QSを外部に取除くためのリセツ
ト用MOS型FET32は理想的スイツチ素子ではなく、ON抵抗
を有している。そのためリセツト用MOS型FET32がON状態
にあるとき、上記ON抵抗の熱雑音による雑音電圧が容量
CO間に発生するが、リセツト用MOS型FET32がOFF状態に
なつたとき、その時間容量CO間に発生している雑音電圧
の瞬時値がホールドされ、出力信号内に混入する。
このホールドされる雑音信号も含め、第10図（ｃ）の出
力信号を書き直したものを第11図（ｃ）に示す。図にお
いて61はリセツト用MOS型FETのON抵抗熱雑音によつて容
量CO間に生じた雑音電圧部分、62はスイツチがOFF状態
になつた瞬間における雑音電圧がホールドされたことに
よつて生じる雑音波形を示す。同図からも明らかなよう
に、61の雑音電圧は正負電圧同確率で生じ、その平均値
は小さなものであるのに対し、62はホールドされる雑音
は（以下リセツト雑音と記す）、61の雑音電圧の瞬時値
そのものがホールドされるため、非常に大きな雑音信号
を発生させる。
力信号を書き直したものを第11図（ｃ）に示す。図にお
いて61はリセツト用MOS型FETのON抵抗熱雑音によつて容
量CO間に生じた雑音電圧部分、62はスイツチがOFF状態
になつた瞬間における雑音電圧がホールドされたことに
よつて生じる雑音波形を示す。同図からも明らかなよう
に、61の雑音電圧は正負電圧同確率で生じ、その平均値
は小さなものであるのに対し、62はホールドされる雑音
は（以下リセツト雑音と記す）、61の雑音電圧の瞬時値
そのものがホールドされるため、非常に大きな雑音信号
を発生させる。
従来、このリセツト雑音の除去はクランプ回路を用いて
行つている。第12図はその回路構成例を、また第13図は
この回路によるリセツト雑音除去の原理の説明図であ
る。すなわち、固体撮像装置７の出力信号波第13図
（ａ）は、まずクランプ回路51に通され、リセツト雑音
だけが含まれる位置63においてクランプする。クランプ
された直後の出力信号波は第13図（ｃ）のようにリセツ
ト雑音の部分はクランプによつて除かれ、信号部分だけ
が残される。従つてさらに低域濾波器（LPF）52によつ
て変調信号成分を取り出すことにより、リセツト雑音が
ない信号成分を得ることができるというものである。
行つている。第12図はその回路構成例を、また第13図は
この回路によるリセツト雑音除去の原理の説明図であ
る。すなわち、固体撮像装置７の出力信号波第13図
（ａ）は、まずクランプ回路51に通され、リセツト雑音
だけが含まれる位置63においてクランプする。クランプ
された直後の出力信号波は第13図（ｃ）のようにリセツ
ト雑音の部分はクランプによつて除かれ、信号部分だけ
が残される。従つてさらに低域濾波器（LPF）52によつ
て変調信号成分を取り出すことにより、リセツト雑音が
ない信号成分を得ることができるというものである。
一方第９図の出力増幅器回路においては、上記リセツト
雑音の原因になるスイツチ用MOS型FET32だけでなく、ソ
ース・フオロア用MOS型FET31も熱雑音源による白色ラン
ダム雑音を発生している。従つて実際の固体撮像装置出
力信号波形は第11図（ｃ）の波形にさらに白色のランダ
ム雑音を重畳したものになる。
雑音の原因になるスイツチ用MOS型FET32だけでなく、ソ
ース・フオロア用MOS型FET31も熱雑音源による白色ラン
ダム雑音を発生している。従つて実際の固体撮像装置出
力信号波形は第11図（ｃ）の波形にさらに白色のランダ
ム雑音を重畳したものになる。
そのため第12図のクランプ回路51を用いた信号読み出し
回路は、スイツチ用MOS型FET32によつて容量CO間に発生
する雑音電圧をホールドした結果生じたリセツト雑音を
ほぼ完全に除去できるのに対し、逆にソース・フオロア
用MOS型FET31の熱雑音電圧をホールドし雑音レベルを増
加する結果となり（第13図（ｄ））、取出した信号のSN
比の改善率は低いものにとどまつている。
回路は、スイツチ用MOS型FET32によつて容量CO間に発生
する雑音電圧をホールドした結果生じたリセツト雑音を
ほぼ完全に除去できるのに対し、逆にソース・フオロア
用MOS型FET31の熱雑音電圧をホールドし雑音レベルを増
加する結果となり（第13図（ｄ））、取出した信号のSN
比の改善率は低いものにとどまつている。
本発明は、ソース・フオロア用MOS型FETによる雑音を増
加させることなく、リセツト雑音を除去する固体撮像装
置の信号読み出し装置を得ることを目的とする。
加させることなく、リセツト雑音を除去する固体撮像装
置の信号読み出し装置を得ることを目的とする。
本発明による固体撮像装置の信号読み出し装置は、連続
するパルス状の信号電荷QSを順次増幅器入力端静電容量
CO内に蓄積し、上記容量CO間に現われる信号電圧を増幅
して出力する、出力増幅器回路を有する固体撮像装置の
信号読み出し装置において、１つの出力増幅器回路の出
力信号が、上記静電容量内の信号電荷を取除くリセツト
パルスの間にある一定期間、連続して積分する１つの積
分回路を有し、上記積分回路は積分期間内の任意の時刻
での積分値を出力でき、信号を含む全期間における積分
値と、リセツト雑音だけを含む期間における積分値を、
サンプリングまたはサンプルホールドにより読み出し、
リセツト雑音だけを含む積分値を一定倍したのち全積分
値から差引き、差引いた信号からリセツト雑音がない期
間の信号をサンプリングまたはサンプルホールドで取出
すようにし、また、上記各期間内でのソース・フオロア
用MOS型FETによる雑音を平均化し、レベルを下げたの
ち、リセツト雑音だけを含む期間に積分値を与える点で
クランプし、さらに信号も含む期間の積分値を与える点
でサンプルホールドするようにしたものである。
するパルス状の信号電荷QSを順次増幅器入力端静電容量
CO内に蓄積し、上記容量CO間に現われる信号電圧を増幅
して出力する、出力増幅器回路を有する固体撮像装置の
信号読み出し装置において、１つの出力増幅器回路の出
力信号が、上記静電容量内の信号電荷を取除くリセツト
パルスの間にある一定期間、連続して積分する１つの積
分回路を有し、上記積分回路は積分期間内の任意の時刻
での積分値を出力でき、信号を含む全期間における積分
値と、リセツト雑音だけを含む期間における積分値を、
サンプリングまたはサンプルホールドにより読み出し、
リセツト雑音だけを含む積分値を一定倍したのち全積分
値から差引き、差引いた信号からリセツト雑音がない期
間の信号をサンプリングまたはサンプルホールドで取出
すようにし、また、上記各期間内でのソース・フオロア
用MOS型FETによる雑音を平均化し、レベルを下げたの
ち、リセツト雑音だけを含む期間に積分値を与える点で
クランプし、さらに信号も含む期間の積分値を与える点
でサンプルホールドするようにしたものである。
次に本発明の実施例を図面とともに説明する。第１図は
本発明による固体撮像装置の信号読み出し装置の一実施
例を示す図、第２図は上記実施例における信号読み出し
方法の説明図、第３図は本発明の他の回路例を示す図、
第４図（ａ）および（ｂ）は出力増幅器回路例を示す
図、第５図は本発明による固体撮像装置の信号読み出し
装置の他の実施例を示す図、第６図は上記他の実施例に
おける信号読み出し方法の説明図、第７図は本発明を適
用できるCCD型以外の固体撮像装置の原理を示す図であ
る。
本発明による固体撮像装置の信号読み出し装置の一実施
例を示す図、第２図は上記実施例における信号読み出し
方法の説明図、第３図は本発明の他の回路例を示す図、
第４図（ａ）および（ｂ）は出力増幅器回路例を示す
図、第５図は本発明による固体撮像装置の信号読み出し
装置の他の実施例を示す図、第６図は上記他の実施例に
おける信号読み出し方法の説明図、第７図は本発明を適
用できるCCD型以外の固体撮像装置の原理を示す図であ
る。
第１図において、54′は固体撮像装置７を駆動する駆動
回路で、水平走査におけるクロツクパルスφH1，φH2の
クロツク周波数およびリセツトパルスφＲの周波数を7.
16MHzに設定する。従つてリセツトパルスφＲの周期Ｔ
は約140nsecとなる。またリセツトパルスφＲの幅τ
（第11図（ｂ））は第９図の容量COの蓄積した信号電荷
を除去するのに十分な時間約20nsecに設定する。一方、
信号転送パルスφH2の立上り位置はリセツトパルスφＲ
の立下り位置より、期間τＣ＝Ｔ−τｒ−τ（τは信号
を含む期間）例えば約60nsec遅れた位置に設定する。
回路で、水平走査におけるクロツクパルスφH1，φH2の
クロツク周波数およびリセツトパルスφＲの周波数を7.
16MHzに設定する。従つてリセツトパルスφＲの周期Ｔ
は約140nsecとなる。またリセツトパルスφＲの幅τ
（第11図（ｂ））は第９図の容量COの蓄積した信号電荷
を除去するのに十分な時間約20nsecに設定する。一方、
信号転送パルスφH2の立上り位置はリセツトパルスφＲ
の立下り位置より、期間τＣ＝Ｔ−τｒ−τ（τは信号
を含む期間）例えば約60nsec遅れた位置に設定する。
上記の駆動方法による固体撮像装置出力信号波形VOを第
２図（ａ）に示す。上記出力信号VOはまず積分回路55に
入力される。その結果、積分回路55のａ点には第２図
（ｃ）に示す積分波形ｖΣが生じる。このうち81の部分
はリセツト雑音だけを積分している期間であり、82は信
号も積分している期間である。この積分波形ｖΣから、
まずサンプルホールド回路56によつて、期間82のうち、
なるべく後の時刻での値を取出す（第２図（ｅ）のサン
プルホールド信号vS + Cとなる）。同時にサンプルホール
ド回路57によつて期間81のうち、なるべく後の時刻にお
ける値を取出す（第２図（ｄ）のサンプルホールド信号
vCとなる。このとき第２図（ｅ）のサンプルホールド信
号vS + Cには、ほぼ時間τ＋τＣに比例した振幅のリセツ
ト雑音成分が含まれている。これに対し、第２図（ｄ）
のサンプルホールド信号vCにはほぼ時間τＣに比例した
振幅のリセツト雑音しか含まれていない。そこで、サン
プルホールド信号vCをこの時間比α＝（τ＋τＣ）／τ
Ｃ倍である、約２倍の増幅回路58を通し、サンプルホー
ルド信号vS + C内のリセツト雑音成分の振幅値とほぼ同レ
ベルになるようにゲイン調節してから、引算回路59によ
つてvS + Cから差引く。
２図（ａ）に示す。上記出力信号VOはまず積分回路55に
入力される。その結果、積分回路55のａ点には第２図
（ｃ）に示す積分波形ｖΣが生じる。このうち81の部分
はリセツト雑音だけを積分している期間であり、82は信
号も積分している期間である。この積分波形ｖΣから、
まずサンプルホールド回路56によつて、期間82のうち、
なるべく後の時刻での値を取出す（第２図（ｅ）のサン
プルホールド信号vS + Cとなる）。同時にサンプルホール
ド回路57によつて期間81のうち、なるべく後の時刻にお
ける値を取出す（第２図（ｄ）のサンプルホールド信号
vCとなる。このとき第２図（ｅ）のサンプルホールド信
号vS + Cには、ほぼ時間τ＋τＣに比例した振幅のリセツ
ト雑音成分が含まれている。これに対し、第２図（ｄ）
のサンプルホールド信号vCにはほぼ時間τＣに比例した
振幅のリセツト雑音しか含まれていない。そこで、サン
プルホールド信号vCをこの時間比α＝（τ＋τＣ）／τ
Ｃ倍である、約２倍の増幅回路58を通し、サンプルホー
ルド信号vS + C内のリセツト雑音成分の振幅値とほぼ同レ
ベルになるようにゲイン調節してから、引算回路59によ
つてvS + Cから差引く。
この時、vS + CとvCのパルスの間には約τの時間差がある
ため、その差信号vS + C−α×vCは第２図（ｆ）に示すよ
うな複雑な波形になる。従つてサンプルホールド回路60
によつて、差信号vS + C−α×vCのうちのリセツト雑音を
含まない時刻、例えばリセツトパルス立下り点から約20
nsecの点における値をサンプルホールドする（第２図
（ｇ））。
ため、その差信号vS + C−α×vCは第２図（ｆ）に示すよ
うな複雑な波形になる。従つてサンプルホールド回路60
によつて、差信号vS + C−α×vCのうちのリセツト雑音を
含まない時刻、例えばリセツトパルス立下り点から約20
nsecの点における値をサンプルホールドする（第２図
（ｇ））。
その後、従来同様にLPF52を通してサンプルホールド信
号vSの変調信号成分を取出し、信号処理回路53によつて
テレビジヨン信号に必要な同期信号AYNC等を挿入する。
本発明による信号読み出し回路では、固体撮像装置の出
力信号は、サンプルホールドする前に積分回路で１度積
分されるため、ソース・フオロア用MOS型FETによる雑音
は平均化され、そのレベルが下がる。そのため得られた
テレビジヨン信号は、リセツト雑音がないだけでなく、
ソース・フオロア用MOS型FETによる雑音も少なく、SN比
が高いテレビジヨン信号になる。
号vSの変調信号成分を取出し、信号処理回路53によつて
テレビジヨン信号に必要な同期信号AYNC等を挿入する。
本発明による信号読み出し回路では、固体撮像装置の出
力信号は、サンプルホールドする前に積分回路で１度積
分されるため、ソース・フオロア用MOS型FETによる雑音
は平均化され、そのレベルが下がる。そのため得られた
テレビジヨン信号は、リセツト雑音がないだけでなく、
ソース・フオロア用MOS型FETによる雑音も少なく、SN比
が高いテレビジヨン信号になる。
なお、第１図の回路において、第３図に示すように、サ
ンプルホールド回路57と引算回路59との間にサンプルホ
ールド回路56と同じパルスで駆動する別のサンプルホー
ルド回路61等によつて、時間ほぼτの遅延回路を設け、
第２図（ｄ）の信号vCと（ｅ）の信号vS + Cの位相を合わ
せ、引算回路59の出力をそのままLPF52に入力する等の
回路によつても同様の効果を得ることができる。
ンプルホールド回路57と引算回路59との間にサンプルホ
ールド回路56と同じパルスで駆動する別のサンプルホー
ルド回路61等によつて、時間ほぼτの遅延回路を設け、
第２図（ｄ）の信号vCと（ｅ）の信号vS + Cの位相を合わ
せ、引算回路59の出力をそのままLPF52に入力する等の
回路によつても同様の効果を得ることができる。
第５図は本発明による固体撮像装置の信号読み出し装置
の他の実施例図を示し、第６図は上記他の実施例の信号
読み出し方法の説明図である。第５図において、54′は
固体撮像装置７を駆動する駆動回路で、水平走査におけ
るクロツクパルスφH1，φH2のクロツク周約数およびリ
セツトパルスφＲの周波数を7.16MHzに設定する。従つ
てリセツトパルスφＲの周期Ｔは約140nsecとなる。ま
たリセツトパルスφＲの幅τｒ（第11図（ｂ））は第９
図容量COに蓄積した信号電荷を除去するのに十分な時間
約20nsecに設定する。一方、信号転送パルスφH2の立上
り位置はリセツトパルスφＲの立下り位置より約60nsec
遅れた位置に設定し、リセツト雑音だけを含む期間Ｔ−
τｒ−τと信号を含む期間τがほぼ等しくなるように設
定する。
の他の実施例図を示し、第６図は上記他の実施例の信号
読み出し方法の説明図である。第５図において、54′は
固体撮像装置７を駆動する駆動回路で、水平走査におけ
るクロツクパルスφH1，φH2のクロツク周約数およびリ
セツトパルスφＲの周波数を7.16MHzに設定する。従つ
てリセツトパルスφＲの周期Ｔは約140nsecとなる。ま
たリセツトパルスφＲの幅τｒ（第11図（ｂ））は第９
図容量COに蓄積した信号電荷を除去するのに十分な時間
約20nsecに設定する。一方、信号転送パルスφH2の立上
り位置はリセツトパルスφＲの立下り位置より約60nsec
遅れた位置に設定し、リセツト雑音だけを含む期間Ｔ−
τｒ−τと信号を含む期間τがほぼ等しくなるように設
定する。
上記の駆動方法による固体撮像装置出力信号波形VOを第
６図（ａ）に示す。第６図（ａ）の出力信号VOは、まず
積分回路55に入力する。ここで積分回路55は第６図
（ｂ）に示すようにクロツクパルスの２倍の周波数をも
つパルスで駆動し、リセツト雑音だけを含む期間57と信
号も含む期間58をそれぞれ独立に積分する。積分回路55
の出力信号（第６図（ｃ））は第６図（ｄ）のクランプ
パルスで駆動されるクランプ回路51によつて、リセツト
雑音だけを含む期間の積分値をクランプしたのち（第６
図（ｅ））、第６図（ｆ）のサンプルパルスで駆動する
サンプルホールド回路56によつて、今度は信号も含む期
間の積分値をサンプルホールドする。そしてこのサンプ
ルホールド波形第６図（ｇ）の変調信号成分をLPF52に
よつて取出し、信号処理回路53によりテレビジヨン信号
に必要な同期信号SYNC等を挿入してテレビジヨン信号を
得る。
６図（ａ）に示す。第６図（ａ）の出力信号VOは、まず
積分回路55に入力する。ここで積分回路55は第６図
（ｂ）に示すようにクロツクパルスの２倍の周波数をも
つパルスで駆動し、リセツト雑音だけを含む期間57と信
号も含む期間58をそれぞれ独立に積分する。積分回路55
の出力信号（第６図（ｃ））は第６図（ｄ）のクランプ
パルスで駆動されるクランプ回路51によつて、リセツト
雑音だけを含む期間の積分値をクランプしたのち（第６
図（ｅ））、第６図（ｆ）のサンプルパルスで駆動する
サンプルホールド回路56によつて、今度は信号も含む期
間の積分値をサンプルホールドする。そしてこのサンプ
ルホールド波形第６図（ｇ）の変調信号成分をLPF52に
よつて取出し、信号処理回路53によりテレビジヨン信号
に必要な同期信号SYNC等を挿入してテレビジヨン信号を
得る。
この時、リセツト雑音だけを含む期間の積分時間τＣと
信号も含む期間の積分時間τＳが、ほぼ等しくなるよう
に積分パルス、クランプパルス、サンプルパルスを設定
すると、信号も含む期間の積分値に含まれるリセツト雑
音成分は、リセツト雑音だけを含む期間の積分値に等し
くなる。そのためクランプし、サンプルホールドしたの
ちのサンプルホールド波形からはリセツト雑音成分は取
除かれており、また、ソース・フオロア用MOS型FETによ
る雑音は積分回路で平均化され、レベルが低減されるの
で、雑音が少なくSN比が高いテレビジヨン信号を得るこ
とができる。
信号も含む期間の積分時間τＳが、ほぼ等しくなるよう
に積分パルス、クランプパルス、サンプルパルスを設定
すると、信号も含む期間の積分値に含まれるリセツト雑
音成分は、リセツト雑音だけを含む期間の積分値に等し
くなる。そのためクランプし、サンプルホールドしたの
ちのサンプルホールド波形からはリセツト雑音成分は取
除かれており、また、ソース・フオロア用MOS型FETによ
る雑音は積分回路で平均化され、レベルが低減されるの
で、雑音が少なくSN比が高いテレビジヨン信号を得るこ
とができる。
上記のように、本発明は第９図に示す出力増幅器回路例
によつて説明したが、第４図に示す出力増幅器回路等、
一般に増幅器入力端容量COの間に現われる信号電圧を、
電力あるいは電圧増幅するタイプの出力増幅器回路を有
するCCD型固体撮像装置、あるいは第７図のようなMOS型
とCCD型とを結合したタイプの固体撮像装置や、CCD型ラ
インセンサ、CCD型遅延線等の信号読み出しにも使用す
ることができる。
によつて説明したが、第４図に示す出力増幅器回路等、
一般に増幅器入力端容量COの間に現われる信号電圧を、
電力あるいは電圧増幅するタイプの出力増幅器回路を有
するCCD型固体撮像装置、あるいは第７図のようなMOS型
とCCD型とを結合したタイプの固体撮像装置や、CCD型ラ
インセンサ、CCD型遅延線等の信号読み出しにも使用す
ることができる。
第７図において、TX2は縦方向の線から信号電荷あるい
は擬信号電荷を読み出すための転送ゲート、TX1は信号
電荷をCCDに、BLCは擬信号電荷を擬信号電荷除去用の線
BLDにふり分けて取出すためのスイツチMOSゲート、
φｔ，φＸ，φＲ，VRはそれぞれ端子TX2，TX1,BLC,BLD
に加えるパルス、φｖは垂直スイツチMOSゲートに加え
るパルスを表わす。
は擬信号電荷を読み出すための転送ゲート、TX1は信号
電荷をCCDに、BLCは擬信号電荷を擬信号電荷除去用の線
BLDにふり分けて取出すためのスイツチMOSゲート、
φｔ，φＸ，φＲ，VRはそれぞれ端子TX2，TX1,BLC,BLD
に加えるパルス、φｖは垂直スイツチMOSゲートに加え
るパルスを表わす。
上記のように、本発明による固体撮像装置の信号読み出
し装置は、連続パルス状の信号電荷を順次増幅器入力端
静電容量内に蓄積し、上記容量間に現われる信号電圧を
増幅して出力する。出力増幅器回路を有する固体撮像装
置の信号読み出し装置において、１つの出力増幅器回路
の出力信号が、上記静電容量内の信号電荷を取除くリセ
ツトパルスの間にある一定期間、連続して積分する１つ
の積分回路を有し、上記積分回路は積分期間内の任意の
時刻での積分値を出力でき、信号を含む全期間における
積分値と、リセツト雑音だけを含む期間における積分値
を、サンプリングまたはサンプルホールドにより読み出
し、リセツト雑音だけを含む積分値を一定倍したのち全
積分値から差引き、差引いた信号からリセツト雑音がな
い期間の信号をサンプリングまたはサンプルホールドで
取出すようにし、また、上記各期間でのソース・フオロ
ア用MOS型FETによる雑音を平均化し、レベルを下げたの
ち、リセツト雑音だけを含む期間の積分値を与える点で
クランプし、さらに信号も含む期間の積分値を与える点
でサンプルホールドするようにしたことにより、出力増
幅器ソース・フオロア用MOS型FETの雑音電圧を積分し、
かつホールドして、雑音レベルを増幅することなく、リ
セツト雑音を除去し、SN比が高いテレビジヨン信号を得
ることができる。
し装置は、連続パルス状の信号電荷を順次増幅器入力端
静電容量内に蓄積し、上記容量間に現われる信号電圧を
増幅して出力する。出力増幅器回路を有する固体撮像装
置の信号読み出し装置において、１つの出力増幅器回路
の出力信号が、上記静電容量内の信号電荷を取除くリセ
ツトパルスの間にある一定期間、連続して積分する１つ
の積分回路を有し、上記積分回路は積分期間内の任意の
時刻での積分値を出力でき、信号を含む全期間における
積分値と、リセツト雑音だけを含む期間における積分値
を、サンプリングまたはサンプルホールドにより読み出
し、リセツト雑音だけを含む積分値を一定倍したのち全
積分値から差引き、差引いた信号からリセツト雑音がな
い期間の信号をサンプリングまたはサンプルホールドで
取出すようにし、また、上記各期間でのソース・フオロ
ア用MOS型FETによる雑音を平均化し、レベルを下げたの
ち、リセツト雑音だけを含む期間の積分値を与える点で
クランプし、さらに信号も含む期間の積分値を与える点
でサンプルホールドするようにしたことにより、出力増
幅器ソース・フオロア用MOS型FETの雑音電圧を積分し、
かつホールドして、雑音レベルを増幅することなく、リ
セツト雑音を除去し、SN比が高いテレビジヨン信号を得
ることができる。
第１図は本発明による固体撮像装置の信号読み出し装置
の一実施例を示す回路図、第２図（ａ）〜（ｇ）は上記
実施例における信号読み出し方法の説明図、第３図は上
記実施例の他の回路例を示す図、第４図（ａ）および
（ｂ）は他の出力増幅器回路例をそれぞれ示す図、第５
図は本発明による固体撮像装置の信号読み出し装置にお
ける他の実施例を示す回路図、第６図（ａ）〜（ｇ）は
上記他の実施例における信号読み出し方法の説明図、第
７図は本発明が適用できるCCD型以外の固体撮像装置の
原理を示す図、第８図はCCD型固体撮像装置の原理を示
す図、第９図は出力増幅器の回路例図、第10図（ａ）〜
（ｃ）は上記出力増幅器の出力波形図、第11図（ａ）〜
（ｃ）はリセツト雑音の説明図、第12図は従来のリセツ
ト雑音を除去する信号の読み出し回路を示す図、第13図
（ａ）〜（ｄ）は上記読み出し回路の説明図である。 ３…水平方向水平転送手段（CCD）、４…出力増幅器回
路、７…固体撮像装置、30…静電容量、51…クランプ回
路、52…低減濾波器、53…信号処理回路、54′…駆動回
路、55…積分回路、56,57,60,61…サンプルホールド回
路、58…増幅回路、59…引算回路。
の一実施例を示す回路図、第２図（ａ）〜（ｇ）は上記
実施例における信号読み出し方法の説明図、第３図は上
記実施例の他の回路例を示す図、第４図（ａ）および
（ｂ）は他の出力増幅器回路例をそれぞれ示す図、第５
図は本発明による固体撮像装置の信号読み出し装置にお
ける他の実施例を示す回路図、第６図（ａ）〜（ｇ）は
上記他の実施例における信号読み出し方法の説明図、第
７図は本発明が適用できるCCD型以外の固体撮像装置の
原理を示す図、第８図はCCD型固体撮像装置の原理を示
す図、第９図は出力増幅器の回路例図、第10図（ａ）〜
（ｃ）は上記出力増幅器の出力波形図、第11図（ａ）〜
（ｃ）はリセツト雑音の説明図、第12図は従来のリセツ
ト雑音を除去する信号の読み出し回路を示す図、第13図
（ａ）〜（ｄ）は上記読み出し回路の説明図である。 ３…水平方向水平転送手段（CCD）、４…出力増幅器回
路、７…固体撮像装置、30…静電容量、51…クランプ回
路、52…低減濾波器、53…信号処理回路、54′…駆動回
路、55…積分回路、56,57,60,61…サンプルホールド回
路、58…増幅回路、59…引算回路。
Claims (4)
- 【請求項１】連続するパルス状の信号電荷を順次増幅器
入力端静電気容量内に蓄積し、上記容量間に現れる信号
電圧を増幅して出力する、出力増幅器回路を有する固体
撮像装置の信号読み出し装置において、 上記出力増幅器回路の出力信号を入力信号とし、上記静
電容量内の信号電荷を取り除くリセットパルスの間にあ
る一定期間に、上記入力信号を連続して積分する１つの
積分回路であって、積分期間内の任意の時刻までの積分
の中間値を出力可能な積分回路と、 上記積分回路の出力信号のうちの信号電荷による信号部
部分まで積分した全期間の積分値とリセット雑音だけを
含む期間での積分値とを取り出すサンプル回路あるいは
サンプルホールド回路と、 上記リセット雑音だけを含む期間での積分値と、全期間
の積分値に含まれるリセット雑音成分とをほぼ等しくす
るための増幅回路と、 上記全期間の積分値のサンプルホールド信号から、上記
リセット雑音だけを含む期間での積分値のサンプルホー
ルド信号を増幅した信号を差し引く手段と、 リセット雑音を含まない期間の差信号をサンプリングす
る手段と、 ローパスフィルタを介して上記サンプリングされた差信
号の変調信号成分を取り出す手段と を有することを特徴とする固体撮像装置の信号読み出し
装置。 - 【請求項２】連続するパルス状の信号電荷を順次増幅器
入力端静電気容量内に蓄積し、上記容量間に現れる信号
電圧を増幅して出力する、出力増幅器回路を有する固体
撮像装置の信号読み出し装置において、 上記出力増幅器回路の出力信号を入力信号とし、上記静
電容量内の信号電荷を取り除くリセットパルスの間にあ
る一定期間に、上記入力信号を連続して積分する１つの
積分回路であって、積分期間内の任意の時刻までの積分
の中間値を出力可能な積分回路と、 上記積分回路の出力信号のうちの信号電荷による信号部
部分まで積分した全期間の積分値とリセット雑音だけを
含む期間での積分値とを取り出すサンプル回路あるいは
サンプルホールド回路と、 上記リセット雑音だけを含む期間での積分値と、全期間
の積分値に含まれるリセット雑音成分とをほぼ等しくす
るための増幅回路と、 増幅する前あるいは後で上記リセット雑音だけを含む期
間での積分値のサンプルホールド信号を位相が上記全期
間の積分値のサンプルホールド信号の位相と合う時間遅
延させて、上記全期間の積分値のサンプルホールド信号
から差し引く手段と、 ローパスフィルタを介して上記差し引かれた信号に含ま
れる変調信号成分を取り出す手段と を有することを特徴とする固体撮像装置の信号読み出し
装置。 - 【請求項３】連続するパルス状の信号電荷を順次増幅器
入力端静電気容量内に蓄積し、上記容量間に現れる信号
電圧を増幅して出力する、出力増幅器回路を有する固体
撮像装置の信号読み出し装置において、 上記出力増幅器回路の出力信号を入力信号とし、上記静
電容量内の信号電荷を取り除くリセットパルスの間にあ
る一定期間に、上記入力信号を連続して積分する１つの
積分回路であって、 上記固体撮像装置を駆動するクロックパルスの周波数の
２倍の周波数をもつパルスで駆動されてリセット雑音だ
けを含む期間と信号成分を含む期間とを交互に独立に積
分し、上記積分回路によって積分された上記リセット雑
音だけを含む期間の積分値を所定のタイミングでクラン
プするクランプ回路と、 上記クランプ回路を通したのちに、上記信号成分を含む
期間の積分値をもつ時刻でサンプルホールドするサンプ
ルホールド回路と、 ローパスフィルタを介して該サンプルホールドされた波
形に含まれる変調信号成分を取り出す手段と を更に有することを特徴とする固体撮像装置の信号読み
出し装置。 - 【請求項４】特許請求の範囲第３項において、上記リセ
ット雑音だけを含む期間の積分時間と上記信号を含む期
間の積分時間とがほぼ等しいことを特徴とする固体撮像
装置の信号読み出し装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61054773A JPH0746844B2 (ja) | 1986-03-14 | 1986-03-14 | 固体撮像装置の信号読み出し装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61054773A JPH0746844B2 (ja) | 1986-03-14 | 1986-03-14 | 固体撮像装置の信号読み出し装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62213485A JPS62213485A (ja) | 1987-09-19 |
| JPH0746844B2 true JPH0746844B2 (ja) | 1995-05-17 |
Family
ID=12980090
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61054773A Expired - Lifetime JPH0746844B2 (ja) | 1986-03-14 | 1986-03-14 | 固体撮像装置の信号読み出し装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0746844B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3854639B2 (ja) | 1995-08-11 | 2006-12-06 | 株式会社 東芝 | Ｍｏｓ型固体撮像装置 |
| WO1997007631A1 (fr) | 1995-08-11 | 1997-02-27 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Systeme d'imagerie, dispositif d'imagerie a circuit integre a semi-conducteur, et procede de sortie differentielle utilise dans le systeme |
| JP3845449B2 (ja) | 1995-08-11 | 2006-11-15 | 株式会社東芝 | Ｍｏｓ型固体撮像装置 |
| WO1997007630A1 (fr) * | 1995-08-11 | 1997-02-27 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Dispositif mos de prise d'image |
| JP4854972B2 (ja) * | 2005-03-08 | 2012-01-18 | 富士フイルム株式会社 | 信号検出装置 |
-
1986
- 1986-03-14 JP JP61054773A patent/JPH0746844B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62213485A (ja) | 1987-09-19 |
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