JPS60150384A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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- JPS60150384A JPS60150384A JP59005576A JP557684A JPS60150384A JP S60150384 A JPS60150384 A JP S60150384A JP 59005576 A JP59005576 A JP 59005576A JP 557684 A JP557684 A JP 557684A JP S60150384 A JPS60150384 A JP S60150384A
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- JP
- Japan
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- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/60—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
- H04N25/62—Detection or reduction of noise due to excess charges produced by the exposure, e.g. smear, blooming, ghost image, crosstalk or leakage between pixels
- H04N25/625—Detection or reduction of noise due to excess charges produced by the exposure, e.g. smear, blooming, ghost image, crosstalk or leakage between pixels for the control of smear
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、固体撮像装置に関し、特に水平た査にＣＣＵ
を用いた撮像素子の世直スメアおよびリセット雑音を姓
減できるＮ体撮像装釘例関するものでおる。
を用いた撮像素子の世直スメアおよびリセット雑音を姓
減できるＮ体撮像装釘例関するものでおる。
２次元ＭＯＳ 型ダイオードアレイ、２次元ＣＣＩ）等
の同体撮像メ５子は、半晦体呆積回路教術の発展に伴っ
て、すでに笑用化レベルに達している。固体毎り像素子
としては、その他、Ｃ１１）へ１！等の独々の方式も提
案されているが、最近、本発明堝等は、第１図に示すよ
りなへ１０Ｓ型とＣＣＩＪ型を組み合わせたＩノ４成の
撮１￥累子で、膏血スメアを軽減できる固体偉像装Ｗ、
を提案した（特願昭５８−／へｇａ号明細薔杉照）。
の同体撮像メ５子は、半晦体呆積回路教術の発展に伴っ
て、すでに笑用化レベルに達している。固体毎り像素子
としては、その他、Ｃ１１）へ１！等の独々の方式も提
案されているが、最近、本発明堝等は、第１図に示すよ
りなへ１０Ｓ型とＣＣＩＪ型を組み合わせたＩノ４成の
撮１￥累子で、膏血スメアを軽減できる固体偉像装Ｗ、
を提案した（特願昭５８−／へｇａ号明細薔杉照）。
第１図の固体撮像装置は、フォトダイオード列６、ｍ直
シフトレジスタ１、インタレース回ｌｌ！３、水平の電
荷転送デバイス（以下ＣＣＤと記す）１０、および垂直
スメア軽減のためのブロック１４〜１７より構成されて
いる。
シフトレジスタ１、インタレース回ｌｌ！３、水平の電
荷転送デバイス（以下ＣＣＤと記す）１０、および垂直
スメア軽減のためのブロック１４〜１７より構成されて
いる。
垂直ンフトレジスタ１の出力線２１＋２２・・・・・・
２つに順次送られた出力パルスはインタレース回路３に
加えられ、奇数フィールドには出力線４．。
２つに順次送られた出力パルスはインタレース回路３に
加えられ、奇数フィールドには出力線４．。
４３、・・・・・・４□ｍ−１に、まだ偶数フィールド
には出力線４２ ＋ ４４ ＋・・・・・・４２．、に
、それぞれ出力パルスを発生する。これによシ、例えば
、奇数フィールドの最初の水平走査期間には垂直スイッ
チ・トランジスタ５１ＬＩ＋ ””ｌ−２＋・・・・・
・５！−０が１ｂ」時にオン状態になシ、フォトダイオ
ード６１−１＋ ６１−２＋・・・・・・６Ｉ−３で発
生した光電荷がそれぞれ対応する垂直イぎ分線７＋ ＋
７２ ＋・・・・・・７．に転送される。また、同じ
ようにして、偶数フィールドの最初の水平走査期間には
、垂直スイッチ・トランジスタ５２−１＋５２−Ｚ＋・
・・・・・５ｚ−・が同時にオン状態となり、フォトダ
イオード６２−Ｌ＋６２−２＋・・・・・・６２−１で
発生した光電荷が垂直信号線７１ ＋ ７２ ＋・・・
・・・７゜に転送される。さらに、制御端子９から加わ
ったオン信号で水平スイッチ・トランジスタ８１ ＋
８２ ＋・・・・・・８ゎが同時にオン状態となること
により、垂直信号線７１ ＋ ７２ ＋・・・・・・７
ユの光電荷は、ＣＣＤ１０に移される。
には出力線４２ ＋ ４４ ＋・・・・・・４２．、に
、それぞれ出力パルスを発生する。これによシ、例えば
、奇数フィールドの最初の水平走査期間には垂直スイッ
チ・トランジスタ５１ＬＩ＋ ””ｌ−２＋・・・・・
・５！−０が１ｂ」時にオン状態になシ、フォトダイオ
ード６１−１＋ ６１−２＋・・・・・・６Ｉ−３で発
生した光電荷がそれぞれ対応する垂直イぎ分線７＋ ＋
７２ ＋・・・・・・７．に転送される。また、同じ
ようにして、偶数フィールドの最初の水平走査期間には
、垂直スイッチ・トランジスタ５２−１＋５２−Ｚ＋・
・・・・・５ｚ−・が同時にオン状態となり、フォトダ
イオード６２−Ｌ＋６２−２＋・・・・・・６２−１で
発生した光電荷が垂直信号線７１ ＋ ７２ ＋・・・
・・・７゜に転送される。さらに、制御端子９から加わ
ったオン信号で水平スイッチ・トランジスタ８１ ＋
８２ ＋・・・・・・８ゎが同時にオン状態となること
により、垂直信号線７１ ＋ ７２ ＋・・・・・・７
ユの光電荷は、ＣＣＤ１０に移される。
ここで、感光性を持つ部分は、フォトダイオード６の部
分のみであることが望ましいが、実際にはフォトダイオ
ード６０周辺部、例えば垂直スイッチ・トランジスタ５
のドレインも感光性をもつことがおる。ドレインで発生
した光電荷は、垂直ス・ｆツテ・トランジスタ５の開閉
にかかわシなく、垂直１ｇ号号線に転送されるが、各垂
直信号線７には垂直方向に配列された数百〇垂直スイッ
チ・トランジスタ５のすべてのドレインが接続されてい
るので、垂直信号線７にはすべてのドレイ／で発生した
光電荷が混合〃０算されて蓄積される。
分のみであることが望ましいが、実際にはフォトダイオ
ード６０周辺部、例えば垂直スイッチ・トランジスタ５
のドレインも感光性をもつことがおる。ドレインで発生
した光電荷は、垂直ス・ｆツテ・トランジスタ５の開閉
にかかわシなく、垂直１ｇ号号線に転送されるが、各垂
直信号線７には垂直方向に配列された数百〇垂直スイッ
チ・トランジスタ５のすべてのドレインが接続されてい
るので、垂直信号線７にはすべてのドレイ／で発生した
光電荷が混合〃０算されて蓄積される。
これらのドレインで発生した光電荷は、各水平走査期間
ごとに、フォトダイオード６＋：発生じた通常の光電荷
に重畳して得られるので、例えば第２図（ａｌに示すよ
うに、画面内の一部に明るい部分がある複写体像を撮像
すると丹生画面上では第２図（ｂ）に示すように、上下
方向に尾引き状のにせ信号が発生ずる。
ごとに、フォトダイオード６＋：発生じた通常の光電荷
に重畳して得られるので、例えば第２図（ａｌに示すよ
うに、画面内の一部に明るい部分がある複写体像を撮像
すると丹生画面上では第２図（ｂ）に示すように、上下
方向に尾引き状のにせ信号が発生ずる。
このような固体撮像装置に特有な雑音成分は垂直スメア
と呼ばれるものである。世直スメアとなる’に荷の大き
さは、垂直（、Ｎ号線７への蓄積時間に比例する。すな
わち、水平スイッチ・トランジスタ８がオン状態となっ
たとき、水平ＣＣＤｌ０に移される世直スメア電荷の太
ささば、それ以前に水平スイッチ・トランジスタ８が１
閉動作を行ってからの時間に比例する。
と呼ばれるものである。世直スメアとなる’に荷の大き
さは、垂直（、Ｎ号線７への蓄積時間に比例する。すな
わち、水平スイッチ・トランジスタ８がオン状態となっ
たとき、水平ＣＣＤｌ０に移される世直スメア電荷の太
ささば、それ以前に水平スイッチ・トランジスタ８が１
閉動作を行ってからの時間に比例する。
第３図は、紀１図の水平ＣＣＤに用いる３相電極４４造
および省電４ｋに対応するポテンシャル状態を示す図（
図中、横軸Ｘは距離、縦軸φＢはポテンシャルをそれぞ
れ示す。）、第４図は各電極に加えるパルスのタイムチ
ャートである。
および省電４ｋに対応するポテンシャル状態を示す図（
図中、横軸Ｘは距離、縦軸φＢはポテンシャルをそれぞ
れ示す。）、第４図は各電極に加えるパルスのタイムチ
ャートである。
水平ＣＣＤＩ Ｏに、第３図（ａ）にボすような内部ボ
テンシャルを形成した３相電他構造のものを用いると、
各’ｔＫ Ｇｍに対応するポテンシャル井戸は、紀３図
（ｂ）に示す状態となる。
テンシャルを形成した３相電他構造のものを用いると、
各’ｔＫ Ｇｍに対応するポテンシャル井戸は、紀３図
（ｂ）に示す状態となる。
各′ｇ４１−１１ 、 ｌ−Ｉ２ ｒ Ｈｓに、それぞ
れ第４図（ａ）〜（Ｃ）に示すクロック周波数ｆｃの３
相パルスを加えると、ｔｏ〜ｔ１３の各期間でのポテン
シャル井戸は、第３図（Ｃ）〜（ｒｌ）に示すように遷
移する。そして、水平ＣＣＪ）１０のＨ＋’Ｋ（ｔＭに
対応する部分に水平スイッチ・トランジスタ８を接続し
、ｔＩ〜ｔ２のルｊ問およびｔ７〜ｔ８の期間に水平ス
イッチ・トランジスタ８をオン状態にすれば、第４図（
ｊ）に示すよう（（，３相％ｉ＆０１つの繰り返しの中
に２つの電荷Ｑ＾、ＱＢを取シ込み、これらを分離して
転送することができる。
れ第４図（ａ）〜（Ｃ）に示すクロック周波数ｆｃの３
相パルスを加えると、ｔｏ〜ｔ１３の各期間でのポテン
シャル井戸は、第３図（Ｃ）〜（ｒｌ）に示すように遷
移する。そして、水平ＣＣＪ）１０のＨ＋’Ｋ（ｔＭに
対応する部分に水平スイッチ・トランジスタ８を接続し
、ｔＩ〜ｔ２のルｊ問およびｔ７〜ｔ８の期間に水平ス
イッチ・トランジスタ８をオン状態にすれば、第４図（
ｊ）に示すよう（（，３相％ｉ＆０１つの繰り返しの中
に２つの電荷Ｑ＾、ＱＢを取シ込み、これらを分離して
転送することができる。
第５図は、第１図の固体撮像装置の電荷転送のタイムチ
ャートであシ、第６図は第１図における出力電圧の処理
状態図である。
ャートであシ、第６図は第１図における出力電圧の処理
状態図である。
第５図に示すように、水平ブランキング期間内のｔ、〜
ｔｂに水平スイッチ・トランジスタ８を開閉し、１水平
走査期間前の開閉期間（ｔ、′〜ｔｔ’）以佼に蕾槓さ
れた垂面スメア′電荷Ｑｖ１（これは第３Ａ図のＱ人に
該当する）を水平ＣＣＩ）１０Ｖｃ移す。この期間の動
作−六第３図（Ｃ）の１゜〜ｔ２のより１間の動作に対
応する。続いて、ｔ０〜ｔ６の期間に２１ｆ直スイツチ
・トランジスタ５を開閉してフォト・ダイオード６の光
電荷ＱＢを士は信号ＮＭ７に転送し、ｔ、〜１．の期間
に再び水平スイッチ・ｌ・ランジスタ８を開閉すること
により、光′電荷（これは第３図のＱＢＶＣｉＪ当する
）を水平ＣＣＩ）１０に転送する。ｔ、〜ｔ、の期間、
およびｔ、〜１．の期間の動作は、それぞれ第３図（ｄ
）° 〜（ｈ）の［２〜ｔ７の期間および第３図（りの
ｔ７〜ｔ８のル」曲の動作に対応する。さらに、水平定
食期間に水平スイッチ・トランジスタ８を開閉すること
なく、第３図（ｊ］〜（ｎ）の１８〜１１３の動作を繰
りｕ４せば、２つの′４元４ＪＣＱ人、（込Ｂ ）を分
り圧しながら転送だけを行うことができる。
ｔｂに水平スイッチ・トランジスタ８を開閉し、１水平
走査期間前の開閉期間（ｔ、′〜ｔｔ’）以佼に蕾槓さ
れた垂面スメア′電荷Ｑｖ１（これは第３Ａ図のＱ人に
該当する）を水平ＣＣＩ）１０Ｖｃ移す。この期間の動
作−六第３図（Ｃ）の１゜〜ｔ２のより１間の動作に対
応する。続いて、ｔ０〜ｔ６の期間に２１ｆ直スイツチ
・トランジスタ５を開閉してフォト・ダイオード６の光
電荷ＱＢを士は信号ＮＭ７に転送し、ｔ、〜１．の期間
に再び水平スイッチ・ｌ・ランジスタ８を開閉すること
により、光′電荷（これは第３図のＱＢＶＣｉＪ当する
）を水平ＣＣＩ）１０に転送する。ｔ、〜ｔ、の期間、
およびｔ、〜１．の期間の動作は、それぞれ第３図（ｄ
）° 〜（ｈ）の［２〜ｔ７の期間および第３図（りの
ｔ７〜ｔ８のル」曲の動作に対応する。さらに、水平定
食期間に水平スイッチ・トランジスタ８を開閉すること
なく、第３図（ｊ］〜（ｎ）の１８〜１１３の動作を繰
りｕ４せば、２つの′４元４ＪＣＱ人、（込Ｂ ）を分
り圧しながら転送だけを行うことができる。
なお、光電荷にｅま、ｔｂ−１ｆの期間ＶＣ薔積されだ
Ｊ旧■スメアｆｉ何Ｑｖ２が混入する。ｔｆ′〜ｔ、の
ＪυＪｆ司を”ｌ ＋ ’ ｂ ”−ｔ ＨのルＪ出１
ｋ ’Ｉ’ ２とすると、１水平走査期間が６４μＳ１
水平プランキンゲル」間が１１μｓ杜展であるから、電
荷Ｑｖ＋とＱＶ２の関係は次のようになる。
Ｊ旧■スメアｆｉ何Ｑｖ２が混入する。ｔｆ′〜ｔ、の
ＪυＪｆ司を”ｌ ＋ ’ ｂ ”−ｔ ＨのルＪ出１
ｋ ’Ｉ’ ２とすると、１水平走査期間が６４μＳ１
水平プランキンゲル」間が１１μｓ杜展であるから、電
荷Ｑｖ＋とＱＶ２の関係は次のようになる。
−５・Ｑｖ２
以上述べた動作により、水平ＣＣＤＩ Ｏの出力からは
垂直スメア電荷Ｑ ｖｌのみと、垂面スメア電荷Ｑｖ２
の混入した光電荷Ｑ６とが、クロック周数数ｆｃで交互
に送り出される。これをソース・フォロワ・トランジス
タ１１のゲー） 秤量Ｃｏで、次の関係の電圧信号に変
換し、出力端子１２に送り出す。
垂直スメア電荷Ｑ ｖｌのみと、垂面スメア電荷Ｑｖ２
の混入した光電荷Ｑ６とが、クロック周数数ｆｃで交互
に送り出される。これをソース・フォロワ・トランジス
タ１１のゲー） 秤量Ｃｏで、次の関係の電圧信号に変
換し、出力端子１２に送り出す。
ゲートの１１ｉ荷は、次の電荷が水平ＣＣＤｌ０から転
送される前に、クロック族波数ｆｃと等しい周波数のリ
セット・パルスで開閉するリセット・トランジスタ１３
により、外ｉ″ＸＩＳに掃き出１扛る。
送される前に、クロック族波数ｆｃと等しい周波数のリ
セット・パルスで開閉するリセット・トランジスタ１３
により、外ｉ″ＸＩＳに掃き出１扛る。
／ｒお、このときリセット・トランジスタ１３の開閉で
発生するレイＬ石′１Ｅ荷Ｑ０がθこの開閉動作１でゲ
ート容Ｌｉにりにり、電圧に変換されてリセット省を廿
として出力・・、、１１子１２に現われる。この結果、
出力１）ｉ、ｉｉ子１２に交互に現われる出力電圧Ｖｌ
’ｌＶ２’Ｈ］次のとおりである。
発生するレイＬ石′１Ｅ荷Ｑ０がθこの開閉動作１でゲ
ート容Ｌｉにりにり、電圧に変換されてリセット省を廿
として出力・・、、１１子１２に現われる。この結果、
出力１）ｉ、ｉｉ子１２に交互に現われる出力電圧Ｖｌ
’ｌＶ２’Ｈ］次のとおりである。
出力中、月：ＶＩ’、 Ｖ２’の一例は、ム３６図に示
すとおりでのる。
すとおりでのる。
、Ｉ’１ｉ終１ノ’＋：ｉｊ （ｙ’ｌ’： ］−１３
に周？反腋ｆＣのクロックを加えることにより、出力′
電圧■１′、■２′が１灯られ第１図に／」りすサンブ
リング回路１４．．，１４２に分１ｉｉ＋ｔされる。ザ
ンブリング回１ｅ４１４＋、１４２には、それぞれ弔６
図のラーンプリング・パルスＳ Ｐ １ 。
に周？反腋ｆＣのクロックを加えることにより、出力′
電圧■１′、■２′が１灯られ第１図に／」りすサンブ
リング回路１４．．，１４２に分１ｉｉ＋ｔされる。ザ
ンブリング回１ｅ４１４＋、１４２には、それぞれ弔６
図のラーンプリング・パルスＳ Ｐ １ 。
８１′２を加えて、１ａ１’ｂの位１１５１の１ｆ号を
取り込む。ザンプリング回路１４電で分離された出力端
’、ｈｌ−Ｖ ＋ ’は、ゲイン・コントロール回ｂ’
＋’ｉ １５で削代（１）にしたがってＴ ２ ／ ’
ｆ’ ＋に減衰きれ、能力の出力４圧■２′とともに減
算回路１６に加えられる。減算回路１６から得られる信
号Ｖ ａ ｕ ｔは次のようになる。
取り込む。ザンプリング回路１４電で分離された出力端
’、ｈｌ−Ｖ ＋ ’は、ゲイン・コントロール回ｂ’
＋’ｉ １５で削代（１）にしたがってＴ ２ ／ ’
ｆ’ ＋に減衰きれ、能力の出力４圧■２′とともに減
算回路１６に加えられる。減算回路１６から得られる信
号Ｖ ａ ｕ ｔは次のようになる。
・・・・・・・・・（６）
」二式（６）で、Ｑｖ２と（Ｔ２／’Ｉ”＋）・Ｑｖ＋
は等しいため、差引きＯとなり、結局、信号■。ｕｔは
次式％式％ したがって、ｉＡ友１１回ｙ６１６の出力を低減】１ｕ
過フイルタ１７に加えてｍられる情゛号＆、Ｊ：、ＩＩ
！、的スメアの除去きれたものとなる。しかし、このと
き、垂１ｔ！スメアのみの１程荷に混入するリセット腑
４音ＱｆｉｌはＩｌｌ ２／ ｌｌ１１化に軽減される
が、光′電荷Ｑ６に混入するリセット外、音Ｑ５２は、
その−４４残ってしまウ。なお、２１１ｉ−己ｂＩとＣ
１０とのル１］には和関〃・ないため、上式（７）はθ
−のよって表わされる。
は等しいため、差引きＯとなり、結局、信号■。ｕｔは
次式％式％ したがって、ｉＡ友１１回ｙ６１６の出力を低減】１ｕ
過フイルタ１７に加えてｍられる情゛号＆、Ｊ：、ＩＩ
！、的スメアの除去きれたものとなる。しかし、このと
き、垂１ｔ！スメアのみの１程荷に混入するリセット腑
４音ＱｆｉｌはＩｌｌ ２／ ｌｌ１１化に軽減される
が、光′電荷Ｑ６に混入するリセット外、音Ｑ５２は、
その−４４残ってしまウ。なお、２１１ｉ−己ｂＩとＣ
１０とのル１］には和関〃・ないため、上式（７）はθ
−のよって表わされる。
・・・・・・・・・（７）′
〔爪゛戸す１の［１的 〕
Ａ、兄Ｗノの１」的に１上記のような問題を改善し、４
１ｒ的スメアを除去するとともに、リセット雑音も軽減
することができる固体りｃ＝＜オ装置を提供するととに
ある。
１ｒ的スメアを除去するとともに、リセット雑音も軽減
することができる固体りｃ＝＜オ装置を提供するととに
ある。
上記［−１的をｙに”、 Ｊ戎するため、本発明の固体
撮像装（ｊｔｉけ、水平方向および垂直方向に配置され
た１同素列と、−１賃ｊＬ水平方向のＵ、！−＋＋素列
からイ、」対線群に′電荷をＡ′ρす５１５１のスイッ
チ＋↓ダと、１組の転送６怜のｉ：Ａ二り返し内て′２
つの霜、荷を分離して転送する電荷１１シ、込木子と、
１１釧τ′、Ｕ、６：ｉ転送素子に上記１’ｉＪ−弓−
心イ１（・から′山、イ；：ｒ合・Ａ７す第２のスイツ
ナ弓・トクと、上ｄ己電荷転送ｉ子の出力霜、６：ｒを
外部にｈｌｆき出すりセント手段と、分ｐ、＋＋シて肌
、送さ才１だ出力′１（Ｌ荷の１，１号缶ヤーれぞれの
位Ｓｊでサンプリングする第１．第２サンプリング手段
と、ｎＡ’Ｊ！＋ １１第２サンプリング手段の一方の
出力を調累して他力゛の出力との間で倣鐘を行うイ１人
算手段を備えた固体撮像装（ａにおいて、上記第２のス
イッチ手段と、第１のスイッチ手段と、第２のスイッチ
手段の順序で、各東向移送動作を連続的に行わせる駆動
パルス発生手段、および上記′東向転送素子の駆動周波
数の１／２の動作周波数で動作されるリセット手段を具
備することに特徴がある。
撮像装（ｊｔｉけ、水平方向および垂直方向に配置され
た１同素列と、−１賃ｊＬ水平方向のＵ、！−＋＋素列
からイ、」対線群に′電荷をＡ′ρす５１５１のスイッ
チ＋↓ダと、１組の転送６怜のｉ：Ａ二り返し内て′２
つの霜、荷を分離して転送する電荷１１シ、込木子と、
１１釧τ′、Ｕ、６：ｉ転送素子に上記１’ｉＪ−弓−
心イ１（・から′山、イ；：ｒ合・Ａ７す第２のスイツ
ナ弓・トクと、上ｄ己電荷転送ｉ子の出力霜、６：ｒを
外部にｈｌｆき出すりセント手段と、分ｐ、＋＋シて肌
、送さ才１だ出力′１（Ｌ荷の１，１号缶ヤーれぞれの
位Ｓｊでサンプリングする第１．第２サンプリング手段
と、ｎＡ’Ｊ！＋ １１第２サンプリング手段の一方の
出力を調累して他力゛の出力との間で倣鐘を行うイ１人
算手段を備えた固体撮像装（ａにおいて、上記第２のス
イッチ手段と、第１のスイッチ手段と、第２のスイッチ
手段の順序で、各東向移送動作を連続的に行わせる駆動
パルス発生手段、および上記′東向転送素子の駆動周波
数の１／２の動作周波数で動作されるリセット手段を具
備することに特徴がある。
以下、本発明の実施例を、図面にょシ説明する。
第７図は、本発明の一実施例を示す固体撮像装置の本４
成図であり、第８図は第７図の出力処理を示す図である
。
成図であり、第８図は第７図の出力処理を示す図である
。
第７図の実施例が、第１図に示す先願の構成と異々る点
Ｖ」１．１＋’ｌ、＜分周器１８を設けて、リセット・
トランジスタ１３のゲートに加えるリセット・パルスを
上記分周器１８により水平（１：１）１０のクロックｈ
′ｄθに減の１／２イ色に分周している点で２す７Ｊ０
すｆｆイノち、水平（、： Ｃ，ＩＪ １０のクロック
ｌｌ！ｉコ波シフの−１′分の）１．」θり叔でリセン
ト動作を行い、減算によってＩＩ＞ ｌｒｌスノアとリ
セット雑音を同時に軽減する。
Ｖ」１．１＋’ｌ、＜分周器１８を設けて、リセット・
トランジスタ１３のゲートに加えるリセット・パルスを
上記分周器１８により水平（１：１）１０のクロックｈ
′ｄθに減の１／２イ色に分周している点で２す７Ｊ０
すｆｆイノち、水平（、： Ｃ，ＩＪ １０のクロック
ｌｌ！ｉコ波シフの−１′分の）１．」θり叔でリセン
ト動作を行い、減算によってＩＩ＞ ｌｒｌスノアとリ
セット雑音を同時に軽減する。
第７図の夫／／１１ｊ例におけるリセット・パルスと、
第１Ｌス１におけるリセット・パルスの比軟け、第８図
と第６図のタイムチャートを比１ヒすれば明らかとなる
。第６シ１では、最終段′電極１１３に加えられるパル
スの周波数ｆｃと同−周波減でリセット・パルスが加え
られるのにｘ’Ｊ シ、第８図では最終段【（Ｌ（りＩ
Ｊ３に加えられるパルスの周波数ｆ。の半分び刀、、］
波りに、、つ−止り′ｊｉｌ似Ｉ−１３に加えられるパ
ルス２個に対して１個のりセント・パルス力弓１１えら
れる。
第１Ｌス１におけるリセット・パルスの比軟け、第８図
と第６図のタイムチャートを比１ヒすれば明らかとなる
。第６シ１では、最終段′電極１１３に加えられるパル
スの周波数ｆｃと同−周波減でリセット・パルスが加え
られるのにｘ’Ｊ シ、第８図では最終段【（Ｌ（りＩ
Ｊ３に加えられるパルスの周波数ｆ。の半分び刀、、］
波りに、、つ−止り′ｊｉｌ似Ｉ−１３に加えられるパ
ルス２個に対して１個のりセント・パルス力弓１１えら
れる。
すなわち、リセット・パルスの位相を、第８図ＶＣ７１
＜すように設定し、水平〇Ｃ１〕１０から垂部スメアの
混入した光電荷ＱＢが出力された後、世直スメアのみの
′屯イ’ｒ：Ｉ Ｑｖｌが出力されるまでの間に、リセ
ット・トランジスタ１３を開１セー１する。このとさ、
出力端子１２から得られる出力１６号の一例は、第８図
に示すとおりである。すなわち、リセット・ハルレスが
カロわつ／ことｚ； 、１．１セツト・トランジスタ１
３の１ノ１Ｊ閉で発生ずる雛廿ｔ１．１．りｊＱａｌが
次のＩｊ＋１閉動作１でケート容廿に残り、さらにその
間にＨ５ｆＪＧ（ｋに加わるパルスで水平ＣＣＩ）１０
の出力から垂１［ｔスメア電荷Ｑｖｔが重畳される。さ
らに、その蚊に）４ ａ 電荷に加わるパルスで水平Ｃ
ＣＩ）１０から垂ＩＣスメア電荷Ｑｖ２の混入した光電
荷ＱＩＩが、その」二にコ五ヒ「了される。このように
、リセット・トランジスタ１３がオフ状態の間は、リセ
ソ） 、＋４１音は一定で、その間に水平ＣＣＤｌ０か
ら出力された電荷は加算されて電圧信号に変換される。
＜すように設定し、水平〇Ｃ１〕１０から垂部スメアの
混入した光電荷ＱＢが出力された後、世直スメアのみの
′屯イ’ｒ：Ｉ Ｑｖｌが出力されるまでの間に、リセ
ット・トランジスタ１３を開１セー１する。このとさ、
出力端子１２から得られる出力１６号の一例は、第８図
に示すとおりである。すなわち、リセット・ハルレスが
カロわつ／ことｚ； 、１．１セツト・トランジスタ１
３の１ノ１Ｊ閉で発生ずる雛廿ｔ１．１．りｊＱａｌが
次のＩｊ＋１閉動作１でケート容廿に残り、さらにその
間にＨ５ｆＪＧ（ｋに加わるパルスで水平ＣＣＩ）１０
の出力から垂１［ｔスメア電荷Ｑｖｔが重畳される。さ
らに、その蚊に）４ ａ 電荷に加わるパルスで水平Ｃ
ＣＩ）１０から垂ＩＣスメア電荷Ｑｖ２の混入した光電
荷ＱＩＩが、その」二にコ五ヒ「了される。このように
、リセット・トランジスタ１３がオフ状態の間は、リセ
ソ） 、＋４１音は一定で、その間に水平ＣＣＤｌ０か
ら出力された電荷は加算されて電圧信号に変換される。
ザンプリング填１路１４．，１４２にそれぞれサンプリ
ング・パルスＳＰＩ、ＳＰ２を加えて分離した出力血圧
Ｖ Ｉ”、 Ｖ２”は、次のように表わされる。
ング・パルスＳＰＩ、ＳＰ２を加えて分離した出力血圧
Ｖ Ｉ”、 Ｖ２”は、次のように表わされる。
Ｖ・、−９ｖ ＋ ＋（、ゆ〜 ・・・・・・・・・（
８）ａ そこで、サンプリング回路１４１でイ４すられた信’Ｑ
Ｖ Ｉ ’Ｌゲイン・コントロール（ ’ｌｌＩ＋’
］’２ ） ／ｉ”を倍に増幅し、サンプリング回路１
４２でイ：Ｉられた１１３号Ｖ２’とともに鼠算回路１
６に加えると、歳象１回路１６から得られる信号Ｖｏｕ
ｔ’は次のようになる。
８）ａ そこで、サンプリング回路１４１でイ４すられた信’Ｑ
Ｖ Ｉ ’Ｌゲイン・コントロール（ ’ｌｌＩ＋’
］’２ ） ／ｉ”を倍に増幅し、サンプリング回路１
４２でイ：Ｉられた１１３号Ｖ２’とともに鼠算回路１
６に加えると、歳象１回路１６から得られる信号Ｖｏｕ
ｔ’は次のようになる。
・・・・・・・・・（１０）
」一式（１）を（圃に代入すると、上式（ｌＯ）は次の
ように簡単となる。
ように簡単となる。
したがって、絃算回路１６の出力を低域通過フィルタ１
７に加えて得られる信号は、垂直スメアが除去され、か
つリセツ） ＜ＫＭ音がＴ２ ／ ’１．’ ｒ倍に１
１１ｒ減されたものとなる。
７に加えて得られる信号は、垂直スメアが除去され、か
つリセツ） ＜ＫＭ音がＴ２ ／ ’１．’ ｒ倍に１
１１ｒ減されたものとなる。
第９図に」、、本発明の他の実施例を示す固体撮像装置
ｉ′Ｊ：の卵）成図である。
ｉ′Ｊ：の卵）成図である。
第９図の実施例が、第７図の実施例と異なる点ｒｉ、＠
）ンブリング回路１４２の出力をゲイン・コントロール
回路１５ｉ／ｃ加えていることでめる。
）ンブリング回路１４２の出力をゲイン・コントロール
回路１５ｉ／ｃ加えていることでめる。
ゲイン・コントロール回路１５において、（’ｉ”＋
／ （’ｌ”ｌ ＋’ｌ’２ ）伯に減算させることに
より、減算回路１６の出力Ｖ。ｕｌ“は次のようになる
。
／ （’ｌ”ｌ ＋’ｌ’２ ）伯に減算させることに
より、減算回路１６の出力Ｖ。ｕｌ“は次のようになる
。
」二人（１２）を（（１）と比べれば明らかなように、
第９図においても第７図の実施例と同一の効果が得られ
る。
第９図においても第７図の実施例と同一の効果が得られ
る。
第１０図は、本発明の他の実施例を示す水平Ｃ Ｃ ｌ
）の構造およびポテンシャル遷移状態の図（図中、横ｉ
１ｑｂ ｘは距離、坂ｉ１１１φＢはポテンシャルをそ
れぞれ示す。）であり、第１１図は第１０図の電極に加
えるパルスのタイムチャートでおる。
）の構造およびポテンシャル遷移状態の図（図中、横ｉ
１ｑｂ ｘは距離、坂ｉ１１１φＢはポテンシャルをそ
れぞれ示す。）であり、第１１図は第１０図の電極に加
えるパルスのタイムチャートでおる。
第３図（ａ）の火ｂ１１．１例では、水平ＣＣＬ）１０
に内部ポテンシャルのある３相電（＋）４ ＋４ｇ造の
ものを用いたが、第１ ０ Ｌ＜＋（ａ）に乃くすよう
な６相寛極（１１）造のものを用いても全く同じ効果が
得られる。すなわち、６ ｔｌ １ｉ＋； ｌシ１１［
１〜［６に第１１図に示すような周波ｉｔ’（ ｆ ｃ
のパルスを位相を異ならせて加えれば、第１０図（ｂ）
〜（４ｆ’こ示すように、６極の１組の繰り返しの中で
２つの電荷ＱＡ，ＱＢを分離して転送することができる
。具体的には、第１０図（ｂ）の（、／（１、１点でＨ
１’ｔｌｊ Ｊケにパルスを加え、かつ１（ 、電（
夕に対応する水平スイッチ・トランジスタ８をオン状（
煕にすることにより、寛容ｉＱ＾を水平〇ＣＬ）１０に
移した後、第１０図（ＣＸｄ）のｔ２′，１３′時点で
１１２ 、 Ｈ３電極にパルスを加え、上記電荷ＱＡを
１（２＋Ｉ」３の位１〆Ｌに転送する。このようにして
、狗−１０図（１りの１７′時点では、上記電荷ＱＡが
１１４’ｆｌｊ（シの位１ｄにあり、そのとき■ｉｌ’
Ｑｉ極に／くルス全加えると回路に、水平スイッチ・ト
ランジスタ８をオン状態ＶＣすることにより、次の電荷
ＱＩＩを水平ＣＣＩ）１０に移す。第１０１ン１（１）
のｔ Ｉ＋’時点では、上記第１の電荷ＱＡは１１６、
第２の′電荷（之ＢはＩ１３の位ｆｉ＜ｉにそれぞれ転
送される。
に内部ポテンシャルのある３相電（＋）４ ＋４ｇ造の
ものを用いたが、第１ ０ Ｌ＜＋（ａ）に乃くすよう
な６相寛極（１１）造のものを用いても全く同じ効果が
得られる。すなわち、６ ｔｌ １ｉ＋； ｌシ１１［
１〜［６に第１１図に示すような周波ｉｔ’（ ｆ ｃ
のパルスを位相を異ならせて加えれば、第１０図（ｂ）
〜（４ｆ’こ示すように、６極の１組の繰り返しの中で
２つの電荷ＱＡ，ＱＢを分離して転送することができる
。具体的には、第１０図（ｂ）の（、／（１、１点でＨ
１’ｔｌｊ Ｊケにパルスを加え、かつ１（ 、電（
夕に対応する水平スイッチ・トランジスタ８をオン状（
煕にすることにより、寛容ｉＱ＾を水平〇ＣＬ）１０に
移した後、第１０図（ＣＸｄ）のｔ２′，１３′時点で
１１２ 、 Ｈ３電極にパルスを加え、上記電荷ＱＡを
１（２＋Ｉ」３の位１〆Ｌに転送する。このようにして
、狗−１０図（１りの１７′時点では、上記電荷ＱＡが
１１４’ｆｌｊ（シの位１ｄにあり、そのとき■ｉｌ’
Ｑｉ極に／くルス全加えると回路に、水平スイッチ・ト
ランジスタ８をオン状態ＶＣすることにより、次の電荷
ＱＩＩを水平ＣＣＩ）１０に移す。第１０１ン１（１）
のｔ Ｉ＋’時点では、上記第１の電荷ＱＡは１１６、
第２の′電荷（之ＢはＩ１３の位ｆｉ＜ｉにそれぞれ転
送される。
次に、本発明のさらに他の実施例として、第１０図の６
相′屯（夕構造のＣＣＤを、２次元ＣＣＵｌＬ＝ｉ１体
ｈｌｔ像系子に適用する場合ケ述べる。
相′屯（夕構造のＣＣＤを、２次元ＣＣＵｌＬ＝ｉ１体
ｈｌｔ像系子に適用する場合ケ述べる。
ＦｉｉＪ述の実施例でｔコ、、ＭＯＳ型とＣ Ｃ Ｉ−
）型を組み合わせた構造（インタライン転送Ｃ Ｃ Ｉ
）型）の撮像素子を用いた場合を示したが、２次元ｃ
Ｃ ｌ）（垂面信号転送と水平信号転送の両方にＣ Ｃ
Ｉ）を用いるフレーム転送Ｃ Ｃ Ｉ）型）において
も、第１０図に示すような６相箪極構造のＣ Ｃ Ｉ）
を垂直Ｃ Ｏ Ｄに用いることにより、也１ヒスメアの
混入した光電荷と垂直スメアのみの電荷を分離して水平
Ｃ Ｏ Ｄに転送できる。
）型を組み合わせた構造（インタライン転送Ｃ Ｃ Ｉ
）型）の撮像素子を用いた場合を示したが、２次元ｃ
Ｃ ｌ）（垂面信号転送と水平信号転送の両方にＣ Ｃ
Ｉ）を用いるフレーム転送Ｃ Ｃ Ｉ）型）において
も、第１０図に示すような６相箪極構造のＣ Ｃ Ｉ）
を垂直Ｃ Ｏ Ｄに用いることにより、也１ヒスメアの
混入した光電荷と垂直スメアのみの電荷を分離して水平
Ｃ Ｏ Ｄに転送できる。
との」ハ合、垂直ＣＣＤでは、光電荷の転送ル」間と垂
力スメアのみの電荷の転送ルｊ間がほぼ１１」−となる
ので、Ｔ１″−Ｔ２の関係が成立する。したがって、削
代Ｑ ｔｌ ｌ−１：、次のように表わされる。
力スメアのみの電荷の転送ルｊ間がほぼ１１」−となる
ので、Ｔ１″−Ｔ２の関係が成立する。したがって、削
代Ｑ ｔｌ ｌ−１：、次のように表わされる。
すなわち、第７図の実施例に比べ、多少の改善が図れる
。
。
以上説明したように、本発明によれば、転送電極の１つ
の繰り返し内で２つの゛電荷を分離して転送できる水平
ｃ ｃ ｒ）あるいは水平、垂直ＣＯＤを用いる賜金、
水平ＣＣＩ）のクロック周波数の半分の周波数でリセッ
ト動作を行うので、減算によって垂直スメアとリセット
雑音を同時に軽枳することができる。
の繰り返し内で２つの゛電荷を分離して転送できる水平
ｃ ｃ ｒ）あるいは水平、垂直ＣＯＤを用いる賜金、
水平ＣＣＩ）のクロック周波数の半分の周波数でリセッ
ト動作を行うので、減算によって垂直スメアとリセット
雑音を同時に軽枳することができる。
第１図は本発明を適用する先願の固体撮像装置の１１６
成図、第２図は垂直スメアの一例を示す図、第３図は第
１図に示すＣＯＤの電極構造および内部ポテンシャル遷
移状態図、第４図は第３図の電４ｉｆに印加される駆動
パルスのタイムチャート、第５図は第１図における′重
荷転送のタイムチャート。 第６図は第１図における出力処理状態図、第７因は本発
明の実施例を示す固体撮像装置の（１４成図、第８図は
第７図における出力処理状態図、第９図は本発明の他の
実施例を示す固体撮像装置の構成図、第１０図は本発明
の他の実施例を示すＣＯＤ’＋Ｗ極Ｕｒ７造および内↑
・：μポテンシャル遷移状態図、第１１図は第１０図の
ＣＣＤの１駆動パルスのタイムト・・垂ｉ負シフトレジ
スタ、２・・・出力線、３・・・インタレース回路、４
・・・出力線、５・・・垂直スイッチ・トランジスタ、
６・・・フォトダイオード、７・・・垂直信号線、８・
・・水平スイッチ・トランジスタ、９・・・制御端子、
１０・・・水平ＣＣＤ、１１・・・ソース・フォロワ・
トランジスタ、１３・・・リセット・トランジスタ、１
４・・・サンプリング回路、１５・・・ゲイン・コント
ロール回路、１６・・・減算回路、１７・・・低域通過
フィルタ。 第１ 図 ′＄２ 口 （Ｌ） 第 ３ 図 （ａ−） 墓３ 口 （ｊ） 第４ （２） 第５図 水手ス１ッ ｙｒｔ 口 ２ 第 ７ 図 ％ ８図 ＳＦ’２ Ｍ ？ 図 警 ／ρ 図 （／Ｊ−）
成図、第２図は垂直スメアの一例を示す図、第３図は第
１図に示すＣＯＤの電極構造および内部ポテンシャル遷
移状態図、第４図は第３図の電４ｉｆに印加される駆動
パルスのタイムチャート、第５図は第１図における′重
荷転送のタイムチャート。 第６図は第１図における出力処理状態図、第７因は本発
明の実施例を示す固体撮像装置の（１４成図、第８図は
第７図における出力処理状態図、第９図は本発明の他の
実施例を示す固体撮像装置の構成図、第１０図は本発明
の他の実施例を示すＣＯＤ’＋Ｗ極Ｕｒ７造および内↑
・：μポテンシャル遷移状態図、第１１図は第１０図の
ＣＣＤの１駆動パルスのタイムト・・垂ｉ負シフトレジ
スタ、２・・・出力線、３・・・インタレース回路、４
・・・出力線、５・・・垂直スイッチ・トランジスタ、
６・・・フォトダイオード、７・・・垂直信号線、８・
・・水平スイッチ・トランジスタ、９・・・制御端子、
１０・・・水平ＣＣＤ、１１・・・ソース・フォロワ・
トランジスタ、１３・・・リセット・トランジスタ、１
４・・・サンプリング回路、１５・・・ゲイン・コント
ロール回路、１６・・・減算回路、１７・・・低域通過
フィルタ。 第１ 図 ′＄２ 口 （Ｌ） 第 ３ 図 （ａ−） 墓３ 口 （ｊ） 第４ （２） 第５図 水手ス１ッ ｙｒｔ 口 ２ 第 ７ 図 ％ ８図 ＳＦ’２ Ｍ ？ 図 警 ／ρ 図 （／Ｊ−）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、水平方向および１１月０方向に配置されたｌｉｎ！
系列と、」−１，−水平方向の１７！ｉＩ索列から１．
−１号線群に電荷々移すざツ１のスイッチ手段と、１組
の転送型１夕の珠り返し内で２つの電荷を分離して転送
する電（：ｒ転送素子と、該′重荷転送素子に土ｍｌ情
号蛛／１−から′１１ｉ、荷を移す第２のスイッチ手段
と、上記電イ・”工転送素子の出力′［Ｌｉ、荷をグを
部に掃き出すリセット手段と、分離して転送された出力
電４Ｊの信シシをぞれそれの位相でサンプリングする第
１゜；、４’ ２ツンノ゛リング手段と、該第１．第２
サンプリング十段の一方の出力を調整して他方の出力と
の間で献１９を７ｆ′）減算手段を飼えた１・１１体撮
琢４・≧１１′■において、、Ｊ二ｇ己第２のスイッチ
手段と、第１のスイッチ手段と、ＣＰ、 ２のスイッチ
手段の順序で、各屯イ：ｒｒ 、１多送動作を如４児的
に６行わせる駆動パルス冗生手段、および−上記電荷転
送素子の躯頓周波枝の１／２の！訪作周波叡で動作され
るリセット手段を具１翻することを特徴とする固体撮像
装置。 ２、前記１６号線群は、１組の転迭霜〕極の縁り返し内
で２つの電荷を分離して転送する電荷転送系子で随き替
えられることを特徴とする特許請求の祁囲第１項記載の
固体撮像装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59005576A JPS60150384A (ja) | 1984-01-18 | 1984-01-18 | 固体撮像装置 |
| US06/691,911 US4577230A (en) | 1984-01-18 | 1985-01-16 | Solid state imaging device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59005576A JPS60150384A (ja) | 1984-01-18 | 1984-01-18 | 固体撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60150384A true JPS60150384A (ja) | 1985-08-08 |
Family
ID=11615045
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59005576A Pending JPS60150384A (ja) | 1984-01-18 | 1984-01-18 | 固体撮像装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4577230A (ja) |
| JP (1) | JPS60150384A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6298876A (ja) * | 1985-10-25 | 1987-05-08 | Hitachi Ltd | 固体撮像装置の駆動方法 |
| JPS62214781A (ja) * | 1986-03-10 | 1987-09-21 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 信号回復装置 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4843473A (en) * | 1988-03-21 | 1989-06-27 | Polaroid Corporation | Charge injection device with low noise readout |
| US6351283B1 (en) * | 1995-10-03 | 2002-02-26 | Omnivision Technologies, Inc. | Charge amplifier for MOS imaging array |
| US5724095A (en) * | 1995-10-03 | 1998-03-03 | Omnivision Technologies Inc. | Charge amplifier for MOS imaging array and method of making same |
| US5648660A (en) * | 1996-01-05 | 1997-07-15 | Sterling Diagnostic Imaging, Inc. | Method and apparatus for reducing noise in a radiation capture device |
| JP4137442B2 (ja) * | 2001-12-28 | 2008-08-20 | 富士フイルム株式会社 | 固体撮像装置とそのスミア電荷除去方法並びにデジタルスチルカメラ |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5310433B2 (ja) * | 1975-03-10 | 1978-04-13 | ||
| US4010319A (en) * | 1975-11-20 | 1977-03-01 | Rca Corporation | Smear reduction in ccd imagers |
| US4240116A (en) * | 1979-08-22 | 1980-12-16 | General Electric Company | Solid state imaging apparatus |
| DE2936703A1 (de) * | 1979-09-11 | 1981-03-26 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Monolithisch integrierte schaltung mit einem zweidimensionalen bildsensor |
| NL8104103A (nl) * | 1981-09-04 | 1983-04-05 | Philips Nv | Televisie-opneeminrichting voorzien van een vaste-stof beeldopnemer. |
-
1984
- 1984-01-18 JP JP59005576A patent/JPS60150384A/ja active Pending
-
1985
- 1985-01-16 US US06/691,911 patent/US4577230A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6298876A (ja) * | 1985-10-25 | 1987-05-08 | Hitachi Ltd | 固体撮像装置の駆動方法 |
| JPS62214781A (ja) * | 1986-03-10 | 1987-09-21 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 信号回復装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4577230A (en) | 1986-03-18 |
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