JPS588630B2 - コタイサツゾウソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は固体撮像装置に関するものである。

最近、種々の固体撮像板が用いられるようになってきた
。

固体撮像板としては、電荷転送素子の組み合せ、その受
光部が電荷転送素子を兼ねたもの、ホトダイオードのよ
うな感光素子と組み合せたもの、また感光素子を多数格
子状に配列したもの等がある。

電荷転送素子については電荷結合素子（ＣＣＤ）が通常
用いられる。

ＣＣＤは半導体基板に絶縁層を介して電極を設けたもの
で、この電極に例えば半導体基板がＮ型であれば正の電
位をかけることにより空乏層の移動とともに順次移動さ
せていくことができる。

このようなＣＣＤを用いた撮像板の一例を第１図に示す
。

図において、１−１，１−２，１−３，・・・・・・１
−Ｎは垂直転送用ＣＣＤで、各々電荷が垂直読出しの方
向に転送されるＣＣＤチャンネルであり、その転送パル
スはテレビジョン信号の水平パルスと同期したものであ
る。

図示の簡略化のため、図中では受光のための例えばフォ
トダイオードのような光電変換素子の部分を省いてある
。

この光電変換素子（図示せず）は垂直の矢印１１０の方
向に、ＣＣＤ１−１，１−２，１−３，・・・・・・１
−Ｎに並行隣接して並べられ、光の強弱に応じて電荷を
蓄積する。

そして、ある時間が経過したときに、外部からパルスを
与えて蓄積された電荷を隣接する垂直転送用ＣＣＤ１−
１，１−２，・・・・・・１−Ｎに注入する。

注入されたこの電荷は水平パルスに同期したパルスで順
次上方向に転送される。

１１−１，１１−２，１１−３，・・・・・・１１−Ｎ
は垂直転送用ＣＣＤのための転送電極であり、これらの
電極１１−１，１１−２，・・・・・・１１−Ｎには前
記の水平パルスに同期したパルスＶ１，Ｖ２が交互に加
えられている。

２−１，２−２，２−３，・・・・・・２−Ｎは水平方
向に電荷を転送する水平転送用ＣＣＤ（図示せず）の転
送電極であり、交互に水平転送パルスＨ１，Ｈ２が加え
られており、この電極列２−１，２−２，・・・・・・
２−Ｎに沿って水平転送用ＣＣＤチャンネル（図示せず
）が形成されている。

前記の垂直転送用ＣＣＤ１−１，１−２，・・・・・・
１−Ｎから水平パルスに同期して転送されてきた電荷を
この水平転送用ＣＣＤチャンネル（図示せず）に注入し
、水平走査期間内に全部転送し、ゲート電極３１の下を
通り、例えばＰＮ逆バイヤスされて抵抗負荷を通じて信
号検出し得るような検出部３２より映像信号４を取り出
す。

このような動作を繰り返して垂直転送用ＣＣＤ１−１，
１−２，・・・・・・１−Ｈの電荷を全部水平転送用Ｃ
ＣＤチャンネル（図示せず）に転送し終るとまた前記の
光電変換素子（図示せず）に蓄積された電荷を垂直転送
用ＣＣＤ１−１，１−２，・・・・・・１−Ｎに注入す
る。

このようにしてテレビジョン信号が検出部３２に得られ
る。

なお、水平転送パルスＨ１，Ｈ２の周波数ｆＨは ｆＨ＝ｆｖ・Ｎ ｆｖ：垂直転送パルスの周波数 ＝水平周波数 Ｎ：垂直転送用ＣＣＤ列の数 で表わされる。

第２図は第１図における映像信号と水平転送パルスの信
号波形図である。

図中、ａは水平転送パルスＨ１，Ｈ２のうちの一方であ
り、ｂはこれと同期して得られる映像信号である。

ところで、固体撮像装置で発生する雑音には、例えば空
乏層に蓄積中の電荷のゆらぎまたは転送パルスに起因す
るものなど種々考えられる。

この中でも特に無視できないのは、電荷転送を行うため
の転送パルスを印加したときに生じるいわゆるクロック
ノイズである。

このクロツクノイズは微分された形でスパイク状の同期
性ノイズとして映像信号の信号対雑音比を低下させる一
因となる。

すなわち、第２図ｂの２１１がこのようなクロツクのノ
イズの部分であり、２２２は映像信号の部分である。

したがって、この発明の目的は、映像信号の信号対雑音
比を良くすることができる固体撮像装置を提供すること
である。

第３図はこの発明の固体撮像装置の一実施例の構成図で
、図示の都合上、水平および垂直転送パルスを印加する
ための結線、垂直転送電極、光電変換素子などを省いて
ある。

図において、Ａ１，Ａ２，Ａ３，・・・・・・Ａｎは第
１の水平転送チャンネルを形成するＣＣＤの電極列であ
る。

この第１の水平転送チャンネルＡ１〜Ａｎをチャンネル
Ａと呼ぶことにする。

Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３・・・・・・Ｂｎは第２の水平転送チ
ャンネルを形成するＣＣＤの電極である。

この第２水平転送チャンネルＢ１〜ＢｎをチャンネルＢ
と呼ぶことにする。

３１−１，３１−２，３１−３，・・・・・・３１−ｎ
は垂直転送用ＣＣＤチャンネル、矢印３５．３６はこれ
ら垂直転送用ＣＣＤチャンネル３１−１，３１−２，３
１−３，・・・・・・３１−ｎ中を転送されてきた電荷
を示す。

すなわち、第１のチャンネル群３１−１，３１−３，３
１−５，・・・・・・のチャンネル中を転送されてきた
電荷が前記水平転送チャンネルＡに流れ込み、第２のチ
ャンネル群３１−２，３１−４，・・・・・・のチャン
ネル中を転送されてきた電荷が前記水平転送チャンネル
Ｂに流れ込む。

第１図に関連して述べたように、チャンネルＡにおいて
、ゲート電極３７の印加パルスの操作により検出部３８
より映像信号Ｄを得る。

同じく、チャンネルＢにおいてもゲート電極３９の印加
パルスの操作により検出部４０より映像信号Ｃを得る。

そして、これら映像信号Ｃ，Ｄを差動増幅器４１に導い
て、この出力として信号Ｅを得る。

これら各波形を第４図に示す。

すなわち、Ａは水平転送パルスＨ１、Ｂは水平転送パル
スＨ２を示し、周知のようにＰ型半導体基板に対して正
のパルスを印加したとき、空乏層ができこれら２つのパ
ルスの相対関係で電荷が水平方向に転送される。

Ｃは水平転送チャンネルＢを通過して得られる信号波形
であり、Ｃ１の部分が前記のクロックノイズ、Ｃ２の部
分は映像信号である。

第３図から明らかなように、垂直方向に転送されてきた
電荷は、垂直転送チャンネルの１つおきに水平転送チャ
ンネルＡ，Ｂに各々転送される。

したがって、信号Ｃにおいて、映像信号部Ｃ２は垂直転
送チャンネルに対応する領域１個おきに存在しないこと
になる。

すなわち、Ｃ３部は零レベルの信号である。

同様に、第４図Ｄに示す水平転送チャンネルＡの出力信
号Ｄにおいて、Ｄ３部が零レベルであり、Ｄ１部がクロ
ックノイズ、Ｄ２部が映像信号である。

これらの出力信号Ｃ，Ｄを差動増幅器４１に供給すると
、その出力信号として、第４図Ｅに示すようなクロツク
ノイズが除去された信号Ｅを得る。

第４図Ｂに示す水平転送パルスＨ２をフリツプフロツプ
よりなる分周回路４２を通してゲートパルスを発注させ
、差動増幅器４１の出力信号Ｅと共にゲート回路４３に
供給すると、その出力として第４図Ｆに示すような信号
Ｆを得る。

また分周回路４２の出力をインバータ４４を通してゲー
トパルスを発生させ、前記信号Ｅとともに極性反転をと
もなうゲート回路４５に供給し、その出力として第４図
Ｇに示すような信号Ｇを得る。

これらの信号Ｆ，Ｇを加算回路４６の入力に供給すると
、映像信号としてクロツクノイズを含まない第４図Ｈの
信号Ｈを得る。

そして、この信号成分Ｈの高周波分を除去するために低
域ろ波器４７に供給すると、その出力として第４図１に
示すようにクロツクノイズの無い映像信号成分Ｉが得ら
れる。

以上のように、この発明の固体撮像装置は、複数の垂直
転送チャンネルと、前記垂直転送チャンネルのうちの１
個おきのチャンネルに結合された第１の水平転送チャン
ネルと、前記垂直転送チャンネルのうちの他の１個おき
のチャンネルに結合された第２の水平転送チャンネルと
、前記第１および第２の水平転送チャンネルより得られ
る信号成分を減算する減算回路と、前記減算回路の出力
信号を１水平周期毎に極性反転させる反転回路と、前記
反転回路の出力信号の高周波分を除去して映像信号を得
る低域ろ波回路とを備えているので、クロツクノイズが
除去されて映像信号の信号対雑音比が良くなり、良好な
画質を得ることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の固体撮像装置の一例の構成図、第２図は
従来の固体撮像装置における信号波形図、第３図はこの
発明の固体撮像装置の一実施例の構成図、第４図は第３
図における各部の信号波形図である。 Ａ１〜Ａｎ・・・・・・水平転送チャンネルＡ１Ｂ１〜
Ｂｎ・・・・・・水平転送チャンネルＢ、３１−１〜３
１−ｎ・・・・・・垂直転送用ＣＣＤチャンネル、４１
・・・・・・差動増幅器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 複数の垂直転送チャンネルと、前記垂直転送チャン
   ネルのうちの１個おきのチャンネルに結合された第１の
   水平転送チャンネルと、前記垂直転送チャンネルのうち
   の他の１個おきのチャンネルに結合された第２の水平転
   送チャンネルと、前記第１および第２の水平転送チャン
   ネルより得られる信号成分を減算する減算回路と、前記
   減算回路の出力信号を１水平周期毎に極性反転させる反
   転回路と、前記反転回路の出力信号の高周波分を除去し
   て映像信号を得る低域ろ波回路とを備えた固体撮像装置
   。