JPS605102B2

JPS605102B2 - 固体撮像装置の雑音除去方法

Info

Publication number: JPS605102B2
Application number: JP54157965A
Authority: JP
Inventors: 裕之山本; 幸雄遠藤; 岑男岩沢
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1979-12-07
Filing date: 1979-12-07
Publication date: 1985-02-08
Also published as: JPS5680968A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は電荷転送素子を用いた固体撮像装置における雑
音の除去方法に係り、特に電荷転送素子の駆動パルス等
による周期性雑音を映像信号から除去する方法に関する
。

、固体撮像装置例えば電荷転送素子の信号出力端子から
得られる映像信号には色々な雑音が存在する。

このため一般には出力信号処理回路において、映像信号
からの雑音の除去が行われている。しかしながら、混入
した雑音が映像信号に対して周期関係にあったり、ある
いは必要な信号周波数帯域内に存在した場合、この雑音
の除去が完全に行えず、映像信号に悪影響を及ぼすこと
になる。固体撮像装置における電荷転送素子の代表例と
して５１２×３４血薗像のフレームトランスフア方式Ｃ
ＣＤ（Ｃｈａｒ袋ＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ）につい
て、上記従来の駆動方法における信号と雑音混入の実際
を簡単に説明する。第１図は従来のＣＣＤ駆動方法にお
いてＣＣＤ駆動に関係するパルス波形と出力映像信号波
形を示し、また第２図はフレームトランスフア方式ＣＣ
Ｄの構造式である。

第１図ａは映像信号におけるプランキングパルスを示し
、Ｖが垂直プランキング期間、日が水平プランキング期
間である。この垂直及び水平プランキング期間に、第１
図ｂに示す原信号から、第１図ｃ〜ｊに示すような、電
荷の転送に必要な各転送パルスが発生される。そして第
１図ｃ〜ｆに示す各転送パルスは第２図に示す感光部１
１こ印加され、また第１図ｇ〜ｉに示す各転送パルスは
第２図に示す蓄積部２に印加される。ここで垂直プラン
キング期間に発生する転送パルスは、感光部１から蓄積
部２へ電荷を転送するフレームトランスフア動作に必要
なパルスで、三方第１図ｇ〜ｊに示す水平プランキング
期間に発生する転送パルスは、蓄積部２から水平謙出レ
ジスタ３へ転送するラインシフト動作の転送パルスであ
る。

また第１図ｋ〜ｎに示す信号は上記水平謙出レジスタ３
に印加する転送パルスで、信号を映像信号として出力す
るりードアウト動作のためのものである。

上記各転送パルスの周波数は、標準撮像方式の映像信号
を得るために、フレームトランスフア動作及びラィンシ
フト動作においては３０肌Ｈｚ、一方リードアウト動作
においては母Ｍｚとされる。

第１図○で示される波形は、上記各転送パルスによるフ
レームトランスフア動作、ラインシフト動作及びリード
アウト動作の結集出力端４より得られる映像信号である
が、この映像信号には必要な信号成分の他に各種の雑音
が混入する。第１図０に示す波形のうち小きざみに変化
する小振幅の波形が雑音成分である。尚第１図○でＴＦ
はフレームトランスフア期間、ＴＬはラインシフト期間
を示す。次にこの映像信号の周波数スペクトルを示す第
３図を用いて、信号と雑音の関係を述べる。

第３図に示す周波数スペクトルにおいて、この映像信号
の帯域は狐砧ｚである。これは水平議出しジスタ３に印
加する転送パルスが上述のように郎肘ｚであるため、サ
ンンプリング定理によるナィキスト限界が小町ｚとなる
ためである。第３図において映像信号帯城６にある信号
スペクトルに対して、この帯域内で１．２ＭＨｚの位置
に雑音７が現われる。

この雑音は、第１図ｂで示した転送パルス用原信号が駆
動パルス発生回路などから静電誘導などにより拾ったも
ので、出力画像では縦縞として現われる固定雑音である
。雑音を除去する方法としては信号処理回路にてフィル
タリングやサンプリングを行うのが普通であるが、上記
の固定雑音の場合は、雑音の周波数が信号の帯域内に存
在するため、固定雑音のみを除去することは極めて難し
い。

さらにこの固定雑音は映像信号に対して周期関係にあり
、この場合映像信号に対する雑音の比（ＳＮ比）の実用
レベルは一般に−６比駐以上とされているため、上記信
号処理回路における雑音除去操作によって、この実用レ
ベルを達成するのは極めて困難である。本発明は上記の
事情に鑑みてなされたもので、信号帯域内に混入する固
定雑音を除去する有用な方法を提供することを目的とす
る。すなわち本発明は、信号に対して有害な雑音をその
発生源から除去するようにし、映像信号への雑音混入を
未然に防止して、雑音の極めて少ない映像信号を得られ
るようにしたものである。

以下本発明を図面を参照して詳細に説明する。第４図は
本発明の雑音除去方法の一実施例を説明するためのＣＣ
Ｄ駆動に関係するパルス波形と、この駆動パルスによっ
て得られた映像信号波形を示す。第４図ａは映像信号に
おけるプランキングパルスを示し、第１図ａに示したも
のと同様で、Ｖは垂直プランキング期間、日は水平プラ
ンキング期間を示す。第４図ｂは本発明における転送パ
ルス用原信号の波形図である。

本図からもわかるように、従来常時発生していた転送パ
ルスの原信号（第１図ｂ参照）を、本発明においては映
像信号の有効期間において停止させるようにしている。
換言すれば本発明においては、上記嫁信号を垂直及び水
平プランキング期間にのみ発生させるようにしている。
第４図ｃ〜ｆに示す各転送パルスは感光部１に印加され
、また第４図ｇ〜ｊに示す各転送パルスは蓄積部２に印
加されるが、これらは第１図ｃ〜ｆ及び第１図ｇ〜ｉに
示すものと同様である。

第４図ｋ〜ｎに示す信号は水平講出しジスタ３に印加す
る転送パルスで、第１図ｋ〜ｎに示した信号と同様であ
る。このように、転送パルス用原信号を垂直プランキン
グ期間及び水平プランキング期間のみ発生させることに
より、上記各駆動パルスによって得られる映像信号波形
は第４図０に示すようになる。

すなわち固定雑音は垂直プランキング期間及び水平プラ
ンキング期間にのみ発生し、有効映像信号部には入って
こないことになる。次に第４図ｂに示した転送パルス用
原信号を得るための一構成例を第５図を用いて説明する
。

本図において１０は２４Ｍ位パルス発振器で、このパ
ルス発振器１川こより発生されたパルスは第１の４相パ
ルス発生回路１１、１′２０分周回路１２及び１３６Ｇ
重力ウンタ１３に加えられる。一方同期信号発生器（図
示せず）より得られる水平プランキングパルスＨＢＰと
垂直プランキングパルスＶＢＰをＯＲ回路１４に加え、
得られた信号で１／２０分周回路１２を駆動することに
よって、１′２０分周回路１２よりプランキング期間の
みに発生する１．２Ｍ位のパルスを得る。また１５は１
０２鴎隻カウンタ、１６はフリツプフロツプで、ここで
は垂直プランキングパルスＶＢＰと１．２ＭＨｂのパル
スをもとにフレームトランスフア動作期間を規定するパ
ルスが得られる。

このフレームトランスフア動作期間を規定するパルスと
１．２Ｍ舷パルスは次に第３の４相パルス発生回路１
７に加えられ、３００ＫＨｚのイメージ部（感光部）に
印加する４相パルスが得られる。また１３６Ｇ隻カウン
タ１３の出力信号と水平プランキングパルスＨＢＰはフ
リツプフロツプ回路１８に加えられ、このフリツプフロ
ツブ回路１８によってラインシフト動作期間を規定する
パルスが得られる。

次にこうして得られたラインシフト動作期間を規定する
パルスと前述のフリップフロップ回路１６によって得ら
れたフレームトランスフア動作期間を規定するパルスは
ＯＲ回路１９に加えられ、その出力が第１の４相パルス
発生回路１１及び第２の４相パルス発生回路２０に加え
られる。

その結果２４ＭＨｚパルスが加えられている第１の４相
パルス発生回路１１からは母Ｍ舷の４相パルスが得ら
れ、このパルスが論出しジスタ転送パルスとなる。また
１．２ＭＨｚのパルスが加えられている第２の４相パル
スが得られ、これがストレージ部（蓄積部）転送パルス
となる。

第６図は第５図中の１′２０分周回路１２の具体例を示
し、第７図は第１、第２、第３の４相パルス発生回路１
１，２０，１７の具体例を示す。

これらの図において２１はカウンタ、２２は４入力ＮＡ
ＮＤ回路、２３〜２５はフリツプフロツプ、２６はモノ
マルチ、２７，２８はフリツプフロツプである。以上説
明したように本発明によればプランキングパルスを用い
る簡単な方法でプランキング期間のみに限って転送パル
スを発生する転送パルス原信号を得、これによって映像
信号への雑音浸入をなくすることができる。

以上に述べた方法は転送パルスの原信号パルスを映像信
号の無効期間に発生させて、映像信号の有効期間は停止
さるようにしたものであるが、映像信号の有効期間にク
ランプ期間を含めた期間転送パルスの原信号パルスを停
止させる事によってクランプ雑音を軽減することができ
る。

クランプ雑音は画面の横方向の不規則な雑音で、非常に
目立つが、このクランプ雑音の発生原因は映像信号無効
期間中の一部で行うクランプ位置の波形のみだれによる
ものである。以下第８図を用いてクランプ雑音軽減に本
発明を適用した場合について説明する。

第８図ａはプランキングパルスのうちの水平プランキン
グパルスのみを示したものであり、この水平プランキン
グパルスの無効期間ａ〜ｄ間に転送パルスを発生させる
が、このとき第８図ｂに示すように期間ｂ〜ｃのみに限
って原信号を発生させ、映像信号をクランプするための
クランプパルスを第８図ｃのように期間ｃ〜ｄの間に発
生させるようにすれば、第８図ｄに示す映像信号のクラ
ンプを、原信号により発生する雑音の影響を受けること
なく行うことができる。

以上の実施例ではフレームトランスフア方式のＣＣＤに
ついて述べたが、インターライン方式ＣＣＤでも、また
例えばＭＯＳ形の固体撮像素子等にも応用可能である。

図面の簡単な説明第１図は従来のＣＣＤ駆動方法におい
て用いられる各部パルス波形と出力映像信号波形を示す
図、第２図はフレームトランスフア方式ＣＣＤの概略構
成図、第３図は映像信号の周波数スペクトル図、第４図
は本発明の駆動方法に用いられる各部パルス波形と出力
映像信号波形を示す図、第５図は本発明による転送パル
ス用原信号を得るための回路構成の一例を示す図、第６
図、第７図は第５図中の一部の要素をより詳細に示す図
、第８図は本発明の他の実施例を説明するための各部パ
ルス波形と出力映像信号波形を示す図である。

１・・・感光部、２・・・蓄積部、３・・・水平議出し
ジスタ、１０・・・パルス発振器、１１，１７，２０・
・・４相パルス発生回路、１２・・・１／２０分周回路
、１３・・・１３６Ｇ隻カウンタ、１４，１９・・・Ｏ
Ｒ回路、１５・・・１０２９隼カウソタ、１６，１
８…フリツプフロツプ。

第１図第３図第２図第４図第５図第６図第７図第８図

Claims

【特許請求の範囲】１電荷転送素子を用いた固体撮像装置に転送パルスを
印加して映像信号を取り出すようにしたものにおいて、
前記転送パルスを得るために用いられかつ前記映像信号
の帯域内に信号周波数が存在する原信号パルスの発生を
、少なくとも前記映像信号の有効期間において停止する
ようにしたことを特徴とする固体撮像装置の雑音除去方
法。２前記原信号パルスの発生を停止する期間は、少なく
とも前記映像信号の有効期間の全て及び前記映像信号の
無効期間中の前記映像信号クランプ期間であることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の固体撮像装置の雑
音除去方法。