JPS63246984A - 固体撮像素子のノイズ除去回路 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は固体撮像素子として広く用いられているＣ　Ｃ
Ｄ　（Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ）
のノイズ除去回路に関する。

（従来技術） ＣＣＤはカメラの焦点検出や複写機の画像読取りあるい
はロボットの物体認識などに広く用いられている。

ＣＣＤはフォトダイオードアレイの受光量に応じて発生
した電荷を２つのアナログシフトレジスタに分けて別々
に出力したり（分離出力）、合成して出力したり（合成
出力）して用いるのが普通であるが、ＣＣＤ応用機器の
高品質、高性能化の要求にともなってＣＣＤの駆動速度
か増加してくると、１画素当りの出力信号有効期間が短
くなるため合成出力方式では充分な出力信号有効期間が
得られない。そこで２つのアナログシフトレジスタの出
力信号を合成せずに別々に取り出す分離出力方式か採用
され、そのための固体撮像装置も実州北されている。

一方、合成出力方式によれば信号の処理系か１つてすむ
か、分離出力方式は信号の処理系が２つ必要になるのて
回路構成か複雑になり、コストアップを招くなどの問題
があるため、いずれの出力方式を採用するかはＣＣＤ応
用機器で扱う画像出力信号の周波数によって決めるのが
通例である。

ＣＣＤを用いた固体撮像装置には１次元固体撮像装置と
２次元固体撮像装置とかあり、いずれも出力信号にオフ
セットバイアス電圧（約３〜８Ｖ）とリセットパルスと
か含まれている。このリセットパルスには誘導成分か含
まれていることもあるし、そのほかにも外来ノイズやＣ
ＣＤの駆動速度か高くなってくるに伴って混入するノイ
ズも増加してくるためこれらの不用信号（オフセットバ
イアス電圧とリセットパルスとリセットパルスの誘導成
分）やノイズを除去することか信号処理上望ましい。そ
のために従来の合成出力方式のＣＣＤては補償出力端子
をわざわざ設け、その端子に出力される補償信号と出力
信号とを差動することによいり不用信号やノイズを除去
するようにしたものがある。

すなわち、第３図はＣＣＤを用いた合成出力方式の固体
撮像装置の回路を示しており、ｌはフォトタイオートア
レイ１ａと２つのアナログシフトレジスタｌｂ、ｌｃと
からなるＣＣＤ、２は２つのアナログシフトレジスタｌ
ｂ、ｌｃの出力を交互に取り出すマルチプレクサ、３，
４はリセット回路、５，６は出力アンプ、７は差動増幅
器である。

第４図は上記固体撮像装置の各部における信号のタイミ
ングチャートである。

ＣＣＤ　１のアナログシフトレジスタｌｂ、ｌｃにはそ
れぞれ２相の転送りロックφＩ　Ａ　＋　φＩ１１とφ
２Ａ＋φ２８とが加えられて画像信号が別々に出力され
るか、マルチプレクサ２で交互に選択されて合成される
。リセット回路３．４に加えられるリセットパルスＲＳ
により出力アンプ５は合成画像信号ｖｓか、また出力ア
ンプ６からは補償信号Ｖ９かそれぞれ出力する。これら
の２つの信号を差動増幅器７に入力することにより不用
信号やノイズか除去された画像信号Ｖ。が得られる。

一方、従来の分離出力可能なＣＣＤにおいては上述した
補償出力端子のようなノイズやリセットパルスの除去対
策はとられておらず、オフセットバイアス電圧だけを交
流結合と直流再生との組合せによる方法やサンプルホー
ルドにより直流レベルて受けて出力信号と差動する方法
などにより除去する方法か知られている。しかしながら
オフセットバイアス電圧に対するこの方法も周波数が高
くなると除去か困難になってくる。

（発明の目的および構成） 本発明者らは合成出力でも分離出力ても取出し回旋なＣ
ＣＤには合成出力取出し時には用いない分離出力用リセ
ット端子が設けられている点に着目し、合成出力取出し
時に限られるが、簡潔な回路構成で不用信号やノイズを
除去することを目的とし、この目的を達成するために、
合成出力取出し時には使用していない分離出力回路のリ
セット端子に合成出力回路に印加するのと同じリセット
パルスを供給し、合成出力回路から出力する合成画像信
号と分離出力回路から出力する補償信号とを差動するよ
うに構成した。

（実施例） 以下に本発明を図面を用いて説明する。

第１図は本発明によるノイズ除去回路を設けた固体撮像
装置の回路の一実施例を示す。

この実施例においては、ＣＣＤ１、マルチプレクサ２、
リセット回路３、出力アンプ５は第３図に示した従来例
と同じであるのて同じ参照数字を付して示したか、その
ほかに合成出力用のゲート８ａおよび８ｂと、一方の分
離出力回路を構成するゲート９ａ、リセット回路１０ａ
ｇよび出力アンプｌｌａと、他方の分離出力回路を構成
するゲート９ｂ、リセット回路ｌＯｂおよび出力アンプ
ｌｌｂと、最終段としての差動増幅器１２とて構成され
ている。

この実施例の固体撮像装置は分離、合成いずれの出力方
式でも使用可能であるか、合成出力方式として用い、２
つの分離出力回路のうち一方の分離出力回路を構成する
ゲート９ｂとリセット回路ｉｏｂの入力端子を接地し、
他方の分離出力回路を構成するゲート９ａにはＣＣＤ　
１の一方のアナログレジスタｌｂに加える転送パルスφ
２Ａを加えるとともにリセット回路１０ｂの入力端子に
は合成出力回路を構成するリセット回路３に加えるリセ
ットパルスＲ３と同じリセットパルスＲＳを加える。

このような回路構成にすれば、合成出力回路の出力アン
プ５からは第４図に示すような合成画像信号Ｖ、か出力
するほかに、他方の分離出力回路の出力アンプｌｌａか
らは第４図に示すような補償信号■８が出力される。こ
れら２つの信号ｖｓおよびｖ、ｌは差動＃！１幅器１２
に入力されると、不用信号やノイズが除去された合成画
像信号Ｖ。が得られる。

第３図は本発明によるノイズ除去回路に用いる差動増幅
器の他の例を示す。

この差動増幅器はオフセットバイアス電圧とは＄、関係
な新たなｆｆ流バイアス値と画像信号との合成した信号
かほしい場合に用いられるもので、コンデンサ１３によ
り入力する合成画像信号の直流成分をカットし、抵抗１
４を介して直流値ＶＲを加算して差動増幅器１２に入力
している。その結果、ノイズや不用信号か除去された新
たな直流値に取得した合成画像信号Ｖ。か得られる。

上記実施例では固体撮像装置の２つの分離出力回路のう
ちの一方を用いたが、他方を用いてもよいことはもちろ
んである。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明においては、合成出力およ
び分離出力いずれても取出し可能な固体撮像装置におい
て、合成出力回路に印加するリセットパルスと同じパル
スを２つの分離出力回路の一方に印加し、合成出力回路
から出力される合成画像信号とリセットパルスが印加さ
れた一方の分離出力回路から出力される補償信号とを差
動するように構成したので、高い駆動速度に対応して開
発された固体撮像装置においてもノイズや不用信号の除
去が可使になり、高画質、高品質の画像処理かできるよ
うになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による固体撮像素子用ノイズ除去回路の
一実施例、第２図は本発明で用いる差動増幅器の他の回
路例、第３図は従来のノイズ除去回路の一例、第４図は
第３図の回路のタイミングチャートである。 ｌ・・・ＣＣＤ、１ａ・・・フォトダイオードアレイ、
ｌｂ、ｌｃ・・・アナログシフトレジスタ、２・・・マ
ルチプレクサ、３，１０ａ、１０ｂ・・・リセット回路
、１２・・・作動増幅器 特許出願人　小西六写真工業株式会社 代理人　　弁理士　　鈴　木　弘　万 言３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 受光量に応じた電荷を発生するフォトダイオードアレイ
   と該フォトダイオードアレイで発生した電荷を分けて一
   時的に保持する２つのアナログシフトレジスタとから成
   る固体撮像素子と、前記２つのアナログシフトレジスタ
   からリセットパルスにより別々の分離画像信号を出力す
   る２つの分離出力回路と、前記２つのアナログシフトレ
   ジスタからリセットパルスにより合成画像信号を出力す
   る合成出力回路とを有する固体撮像装置において、前記
   合成出力回路に印加するリセットパルスと同じパルスを
   前記２つの分離出力回路の一方に印加し、前記合成出力
   回路から出力される合成画像信号とリセットパルスが印
   加された一方の分離出力回路から出力される補償信号と
   を差動する差動増幅回路を設けたことを特徴とする固体
   撮像素子のノイズ除去回路。