JPH0955492A - 固体撮像装置 - Google Patents

固体撮像装置

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JPH0955492A
JPH0955492A JP7208593A JP20859395A JPH0955492A JP H0955492 A JPH0955492 A JP H0955492A JP 7208593 A JP7208593 A JP 7208593A JP 20859395 A JP20859395 A JP 20859395A JP H0955492 A JPH0955492 A JP H0955492A
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JP
Japan
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pulse
clamp
circuit
solid
state image
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JP7208593A
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English (en)
Inventor
Katsunori Noguchi
勝則 野口
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 動作可能な全ての周波数においてノイズ低減
効果を得ることができなかった。 【解決手段】 リニアセンサなどの固体撮像素子の出力
回路部において、リセットパルスφRSおよび転送パル
スφLHN を遅延回路31および32でそれぞれ遅延し
て得られるリセットパルスφRS′および転送パルスφ
LHN ′を、RSフリップフロップ33のセット(S)
入力およびリセット(R)入力とし、そのQ出力をクラ
ンプパルスφCLPとする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像装置に監
視、特にその出力回路部内に出力信号のプリチャージ部
をクランプするクランプ回路を有する固体撮像装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】リニアセンサなどの固体撮像装置におい
て、出力信号のノイズを低減するために、CDS(Corre
lated Double Sampling;相関二重サンプリング)回路が
その出力回路部に設けられている。このCDS回路は、
図6に示す固体撮像装置の出力信号において、そのプリ
チャージ部および信号部のノイズの相関を利用すること
によってノイズを除去するものである。CDSの具体的
な方法としては、クランプ法と減算法がある。これらの
方法のうち、クランプ法は、プリチャージ部の電位をク
ランプ回路でクランプし、信号部の信号レベルをその後
段のサンプルホールド回路でサンプルホールドすること
によってノイズ除去を行う。
【0003】ところで、リニアセンサなどの固体撮像装
置では、外部回路の削減などのためにIC内部にクラン
プ回路を内蔵する場合がある。その場合、従来は、クラ
ンプ回路に与えるクランプパルスφCLPを外部から入
力したり、或いは固体撮像素子の電荷電圧変換部に与え
るリセットパルスφRSなどを、図7に示すように、遅
延回路71で遅延させることによってIC内部でクラン
プパルスφCLPを生成していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、クラン
プパルスφCLPを外部から入力する前者の方法では、
ICの入力パルス数の増加に伴ってICのピン端子が増
えることになる。また、リセットパルスφRSを遅延さ
せてクランプパルスφCLPを生成する後者の方法で
は、図8のタイミングチャートから明らかなように、遅
延回路71の遅延量τが一定であることから、リセット
パルスφRSのパルス幅が変化したり、固体撮像装置が
動作可能な周波数(以下、動作周波数と称する)の変化
に伴ってプリチャージ部の間隔が変化しても、クランプ
される時間tは変わらず、常に一定である。そのため、
プリチャージ部全体をクランプできない動作周波数があ
り、その動作周波数ではノイズ低減効果があまり得られ
ないことになる。
【0005】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、動作可能な全ての周
波数においてノイズ低減効果を得ることが可能な固体撮
像装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明による固体撮像装
置は、固体撮像素子と、この固体撮像素子の出力信号の
プリチャージ部をクランプするクランプ回路を含む出力
回路部と、このクランプ回路に与えるクランプパルスを
発生するとともに、そのパルス幅を固体撮像素子の基本
クロックの周波数に応じて変化させるクランプパルス発
生回路とを備えた構成となっている。
【0007】上記構成の固体撮像装置において、クラン
プパルス発生回路は、クランプパルスのパルス幅を固体
撮像素子の基本クロックの周波数、即ち動作周波数に応
じて変化させる。すると、動作周波数が変化した際に、
それに伴って固体撮像素子の出力信号中におけるプリチ
ャージ部の間隔が変化しても、同様にクランプパルスの
パルス幅、即ちクランプ期間も変化する。その結果、動
作可能な全ての周波数において、クランプ法によるノイ
ズの低減が行われる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しつつ詳細に説明する。図1は、本発明が
適用される例えばリニアセンサを用いた固体撮像装置の
構成図である。図1において、入射光をその光量に応じ
た信号電荷に変換して蓄積するフォトセンサ(画素)1
1が一列に複数個配列されてセンサ部12を構成してい
る。このセンサ部12に画素単位で蓄えられた信号電荷
は、リードアウトゲート部13を介してCCDアナログ
シフトレジスタ(電荷転送部)14に読み出される。リ
ードアウトゲート部13には、リードアウトゲートパル
スφROGが印加される。また、CCDアナログシフト
レジスタ14は、転送パルスφ1,φ2によって2相駆
動され、その最終転送段14aには転送パルスφLHが
印加される。
【0009】この読み出された信号電荷は、CCDアナ
ログシフトレジスタ14によって順次転送され、その最
終転送段14aから出力ゲート部15を介して電荷電圧
変換部16に供給される。出力ゲート部15は、所定の
直流電圧V1によってバイアスされている。電荷電圧変
換部16は、例えば、信号電荷が注入されるフローティ
ングディフュージョン(FD)部17と、信号電荷を掃
き捨てるリセットドレイン(RD)部18と、その間の
リセットゲート(RG)部19とによって構成され、C
CDアナログシフトレジスタ14によって転送されてき
た信号電荷を検出し、これを信号電圧に変換する。
【0010】この電荷電圧変換部16において、リセッ
トドレイン(RD)部18は、所定の直流電圧V2によ
ってバイアスされている。また、リセットゲート(R
G)部19には、リセットパルスφRSが印加される。
以上により、リニアセンサ10が構成されている。この
リニアセンサ10において、リードアウトゲート部13
に印加されるリードアウトゲートパルスφROG、CC
Dアナログシフトレジスタ14を駆動する転送パルスφ
1,φ2、その最終転送段14aを駆動する転送パルス
φLH、電荷電圧変換部16のリセットゲート部19に
印加されるリセットパルスφRS等のタイミングパルス
は、リニアセンサ10と同一の基板(チップ)上に構成
されたタイミングジェネレータ20で生成される。
【0011】図2に、転送パルスφ1,φ2,φLH、
リセットパルスφRSおよびリニアセンサ10の出力信
号のタイミング関係を示す。リニアセンサ10の出力信
号において、リセット部aはリセットパルスφRSのパ
ルス幅で決まる期間、プリチャージ部bはリセットされ
てから信号が出力されるまでの期間であり、その期間の
終了はCCDアナログシフトレジスタ14の最終転送段
14aに印加される転送パルスφLHの立ち下がりのタ
イミングで決まる。そして、そのプリチャージ部bの終
了からリセット部aの開始までの期間が、実際の信号部
cとなる。
【0012】リニアセンサ10の出力信号は、リニアセ
ンサ10と同一チップ上に構成された出力回路部21を
経て外部に出力される。この出力回路部21には、リニ
アセンサ10の出力信号のノイズを低減するためのCD
S回路が設けられている。このCDS回路の一部を構成
するクランプ回路を図3に示す。このクランプ回路22
は、コンデンサ23と、このコンデンサ23の出力端と
接地間に直列接続されたアナログスイッチ24および直
流電源25によって構成されている。そして、電荷電圧
変換部16からの出力信号がバッファ26を介してクラ
ンプ回路22に印加され、そのクランプ出力はバッファ
27を介して次段のサンプルホールド回路(図示せず)
に供給される。
【0013】このクランプ回路22において、アナログ
スイッチ24には、これを開閉制御するためのクランプ
パルスφCLPが印加される。このクランプパルスφC
LPは、リニアセンサ10と同一チップ上に構成された
クランプパルス発生回路30で発生される。このクラン
プパルス発生回路30は、タイミングジェネレータ20
で発生されるリセットパルスφRSおよび転送パルスφ
LHに基づいてクランプパルスφCLPを発生する。そ
の構成の一例を図4に示す。
【0014】図4において、クランプパルス発生回路3
0は、リセットパルスφRSを所定の遅延時間だけ遅延
させる遅延回路31と、転送パルスφLHと逆相の転送
パルスφLHN N は反転極性を表わす)を同じ遅延時
間だけ遅延させる遅延回路32と、遅延回路31で遅延
されたリセットパルスφRS′をセット(S)入力と
し、遅延回路32で遅延された転送パルスφLHN ′を
リセット(R)入力とするRSフリップフロップ33と
から構成され、RSフリップフロップ33のQ出力をク
ランプパルスφCLPとする。ここで、遅延回路31,
32は、リニアセンサ10の出力信号に対してクランプ
タイミングを合わせるために設けられたものであり、そ
の遅延時間は当該出力信号が出力回路部21内のバッフ
ァ26等の回路系を経てクランプ回路30に至るまでの
間に生じる遅延量と等しくなるように設定される。
【0015】上記構成のクランプパルス発生回路30の
回路動作について、図5のタイミングチャートを参照し
つつ説明する。なお、図5における転送パルスφL
N ′、リセットパルスφRS′およびリニアセンサ1
0の出力信号(遅延量を含む)の相対的なタイミング関
係は、図2における転送パルスφLHN 、リセットパル
スφRSおよびリニアセンサ10の出力信号の相対的な
タイミング関係と同じである。すなわち、リセットパル
スφRS′のパルス幅によってリセット部aの期間が、
また転送パルスφLHN の立ち上がり(転送パルスφL
Hの立ち下がり)のタイミングによってプリチャージ部
bの終了および信号部cの開始が決まる。
【0016】先ず、リセットパルスφRS′の立ち上が
りのタイミングでRSフリップフロップ33がセットさ
れ、これによりそのQ出力であるクランプパルスφCL
Pが立ち上がる。次に、転送パルスφLHN の立ち上が
り(転送パルスφLHの立ち下がり)のタイミングでR
Sフリップフロップ33がリセットされ、これによりク
ランプパルスφCLPが立ち下がる。
【0017】このように、リセットパルスφRS′およ
び転送パルスφLHN の各立ち上がりを基準にしてクラ
ンプパルスφCLPを生成することで、その基になるリ
セットパルスφRSおよび転送パルスφLHの各パルス
幅および動作周波数が、タイミングジェネレータ20の
基本クロックの周波数に応じて変化しても、クランプパ
ルスφCLPのパルス幅が基になるパルス幅の変化に合
わせて同じように変わる。したがって、クランプ回路2
2において、リニアセンサ10の出力信号に対して常に
プリチャージ部bの全体をクランプできるため、動作可
能な全ての周波数でノイズ低減の効果が得られる。
【0018】なお、上記実施形態では、リセットパルス
φRSおよび転送パルスφLHN を遅延回路31および
32でそれぞれ遅延して得られるリセットパルスφR
S′および転送パルスφLHN ′を基にクランプパルス
φCLPを生成するとしたが、出力回路部21内のクラ
ンプ回路30までの回路系での出力信号に対する遅延が
無視できる程度のものであれば、必ずしも遅延回路3
1,32を設ける必要はなく、要は、生成したクランプ
パルスφCLPとリニアセンサ10のクランプ時の出力
との位相が合っていれば良いのである。
【0019】また、上記実施形態においては、リニアセ
ンサを用いた固体撮像装置に適用した場合について説明
したが、これに限定されるものではなく、フォトセンサ
が2次元配列されてなるエリアセンサを用いた固体撮像
装置にも同様に適用し得るものである。
【0020】
【発明の効果】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信号のプリチャージ部をクランプす
るクランプパルスのパルス幅を、固体撮像素子の基本ク
ロックの周波数に応じて変化させるようにしたことによ
り、クランプパルスの基となるパルスのパルス幅や動作
周波数が変化しても、そのパルス幅の変化に合わせてク
ランプパルスのパルス幅が同じように変わり、プリチャ
ージ部全体をクランプすることができるため、動作可能
な全ての周波数においてノイズ低減効果を得ることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用されるリニアセンサを用いた固体
撮像装置の構成図である。
【図2】リニアセンサの各部の信号のタイミングチャー
トである。
【図3】クランプ回路の構成を示す回路図である。
【図4】クランプパルス発生回路の構成の一例を示すブ
ロック図である。
【図5】クランプパルス発生回路の各部の信号のタイミ
ングチャートである。
【図6】リニアセンサの出力信号の波形図である。
【図7】クランプパルス発生回路の従来例を示すブロッ
ク図である。
【図8】従来例に係るタイミングチャートである。
【符号の説明】
10 リニアセンサ 11 フォトセンサ 12 センサ部 14 CCDアナログシフトレジスタ 16 電荷電圧変換部 20 タイミングジェネレータ 21 出力回路部 22 クランプ回路 30 クランプパルス発生回路 a リセット部 b プリチャージ部 c 信号部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 固体撮像素子と、 前記固体撮像素子の出力信号のプリチャージ部をクラン
    プするクランプ回路を含む出力回路部と、 前記クランプ回路に与えるクランプパルスを発生すると
    ともに、そのパルス幅を前記固体撮像素子の基本クロッ
    クの周波数に応じて変化させるクランプパルス発生回路
    とを備えたことを特徴とする固体撮像装置。
  2. 【請求項2】 前記クランプパルス発生回路は、前記固
    体撮像素子の電荷電圧変換部に与えるリセットパルス
    と、前記電荷電圧変換部へ信号電荷を転送するための転
    送パルスとに基づいてクランプパルスを生成することを
    特徴とする請求項1記載の固体撮像装置。
  3. 【請求項3】 前記クランプパルス発生回路は、前記出
    力回路部内の前記クランプ回路までの回路系で生ずる前
    記出力信号の遅延量に対応した遅延時間を持つ遅延回路
    をその入力段に有することを特徴とする請求項2記載の
    固体撮像装置。
JP7208593A 1995-08-16 1995-08-16 固体撮像装置 Pending JPH0955492A (ja)

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