JP2563785B2 - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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- JP2563785B2 JP2563785B2 JP62008071A JP807187A JP2563785B2 JP 2563785 B2 JP2563785 B2 JP 2563785B2 JP 62008071 A JP62008071 A JP 62008071A JP 807187 A JP807187 A JP 807187A JP 2563785 B2 JP2563785 B2 JP 2563785B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、相関２重サンプリングを行う３チャンネ
ル出力からなる固体撮像素子の信号出力処理回路を備え
た固体撮像装置に関するものである。
ル出力からなる固体撮像素子の信号出力処理回路を備え
た固体撮像装置に関するものである。
［従来の技術］ 第１図は従来及びこの発明の固体撮像装置の各水平シ
フトレジスタ終段に設けられる相関２重サンプリング回
路（CDS回路）の図、第２図は第１図の出力と駆動パル
スを示したタイミングチャートである。
フトレジスタ終段に設けられる相関２重サンプリング回
路（CDS回路）の図、第２図は第１図の出力と駆動パル
スを示したタイミングチャートである。
第１図，第２図中、φRSはリセットパルス、φCLはク
ランプパルス、φSHはサンプルホールドパルスであり、
これら３つのパルスφRS,φCL,φSHは後述の水平シフト
レジスタの駆動パルスを兼用しており、これらにより、
信号成分は出力される。
ランプパルス、φSHはサンプルホールドパルスであり、
これら３つのパルスφRS,φCL,φSHは後述の水平シフト
レジスタの駆動パルスを兼用しており、これらにより、
信号成分は出力される。
第１図において１はフローティングダイオードで、２
のMOSFETをオンにしてＡ点の電位を一定のリセット電位
VRに保ち、その後、このMOSFET2をオフにする。信号電
荷がＡ点のフローティングダイオード１の接合容量が作
る電位井戸に送りこまれる。これによるＡ点の電位変化
をMOSFET3のソースホロアを通して増幅する。Ｂ点にお
ける出力では、リセット用のMOSFET2のスイッチングに
起因するリセットノイズと、増幅MOSFET3によって発生
する1/fノイズがふくまれる。このノイズを取り除くの
がCDS回路で、まず、高域成分をLPF4でカットし、コン
デンサ５で交流結合された信号の電位（フィードスルー
レベル）をクランプ用のMOSFET6をオンにすることによ
って所定のクランプ電位Vclampにクランプする。さら
に、クランプ用のMOSFET6をオフにしたのち、サンプル
ホールドのMOSFET8をオンにし、サンプルホールド用の
コンデンサ９に後述の固体撮像素子である電荷結合素子
（CCD）の出力信号電位を蓄積し、サンプルホールド用
のMOSFET8がオフの後も出力信号電位を保持する。保持
された電位をアンプ10により増幅し出力する。
のMOSFETをオンにしてＡ点の電位を一定のリセット電位
VRに保ち、その後、このMOSFET2をオフにする。信号電
荷がＡ点のフローティングダイオード１の接合容量が作
る電位井戸に送りこまれる。これによるＡ点の電位変化
をMOSFET3のソースホロアを通して増幅する。Ｂ点にお
ける出力では、リセット用のMOSFET2のスイッチングに
起因するリセットノイズと、増幅MOSFET3によって発生
する1/fノイズがふくまれる。このノイズを取り除くの
がCDS回路で、まず、高域成分をLPF4でカットし、コン
デンサ５で交流結合された信号の電位（フィードスルー
レベル）をクランプ用のMOSFET6をオンにすることによ
って所定のクランプ電位Vclampにクランプする。さら
に、クランプ用のMOSFET6をオフにしたのち、サンプル
ホールドのMOSFET8をオンにし、サンプルホールド用の
コンデンサ９に後述の固体撮像素子である電荷結合素子
（CCD）の出力信号電位を蓄積し、サンプルホールド用
のMOSFET8がオフの後も出力信号電位を保持する。保持
された電位をアンプ10により増幅し出力する。
第３図は３チャンネル出力で、第1,第2,第３チャンネ
ルの転送パルスの位相を120゜づつずらして３相駆動す
るCCDの垂直CCD部A,B,Cから水平CCD部a,b,cに電荷を転
送する部分の例を示した図であり、第４図は第３図のCC
Dの駆動パルスを示した図で、φＰは垂直CCD、A,B,Cの
転送パルス、φＴは不図示の受光画素から垂直CCDに取
込まれた信号をCCD、Ａに１ビットづつ送り出すための
転送パルス、φS1,φS2,φS3は水平CCD、a,b,c中のそれ
ぞれの信号を転送するための転送パルスである。
ルの転送パルスの位相を120゜づつずらして３相駆動す
るCCDの垂直CCD部A,B,Cから水平CCD部a,b,cに電荷を転
送する部分の例を示した図であり、第４図は第３図のCC
Dの駆動パルスを示した図で、φＰは垂直CCD、A,B,Cの
転送パルス、φＴは不図示の受光画素から垂直CCDに取
込まれた信号をCCD、Ａに１ビットづつ送り出すための
転送パルス、φS1,φS2,φS3は水平CCD、a,b,c中のそれ
ぞれの信号を転送するための転送パルスである。
第３図に示すCCDはVirtual Phase CCD（詳細は特開昭
55−11394号に示されている）11の部分はVirtual Phase
であり12の斜線の部分はポリシリコン電極ののっている
Clocked Phaseである。
55−11394号に示されている）11の部分はVirtual Phase
であり12の斜線の部分はポリシリコン電極ののっている
Clocked Phaseである。
第５図はVirtual Phase14とClocked Phase15のポテン
シャルプロフィールを示す図である。実線は転送パルス
φが低（Ｌ）の時の電荷の移動を示し、破線は転送パル
スφが高（Ｈ）の時の電荷の移動を示している。第５図
から明らかなように、φを単相駆動することによって電
荷を転送できる。よって、第４図の水平ブランキング期
間13のパルスによって、垂直CCDから水平CCDに電荷を転
送できる。
シャルプロフィールを示す図である。実線は転送パルス
φが低（Ｌ）の時の電荷の移動を示し、破線は転送パル
スφが高（Ｈ）の時の電荷の移動を示している。第５図
から明らかなように、φを単相駆動することによって電
荷を転送できる。よって、第４図の水平ブランキング期
間13のパルスによって、垂直CCDから水平CCDに電荷を転
送できる。
この様な３チャンネル出力をもち、駆動パルスが３相
であるCCDに前記CDS回路を付ける場合、従来は第４図の
転送パルスφS1,φS2,φS3を用いてCDS回路を駆動して
いた。
であるCCDに前記CDS回路を付ける場合、従来は第４図の
転送パルスφS1,φS2,φS3を用いてCDS回路を駆動して
いた。
第12図〜第14図は従来のCDS回路を駆動する転送パル
スのタイミングを示したタイミングチャートである。第
12図でVout1は第１チャンネルの出力である。転送パル
スφS3の時間t1でリセットし、転送パルスφS1の時間t2
でクランプ、転送パルスφS2の時間t3でサンプルホール
ドするので、不要なノイズは生じない。第13図でVout2
は第２チャンネルの出力である。転送パルスφS1の時間
t4でリセットし転送パルスφS2の時間t5でクランプし、
転送パルスφS3の時間t6でサンプルホールドするので第
１チャンネルと同様にノイズは生じない。第14図で示す
Vout3は第３チャンネルの出力であり、転送パルスφS2
の時間t7でリセットし、転送パルスφS3の時間t8でクラ
ンプし、転送パルスφS1の時間t9でサンプルホールドす
る。この第３チャンネルでは、リセットのパルスφS2の
時間t7とクランプのパルスφS3の時間t8とが同時である
ために、１水平期間の先頭に不要な大出力が生じてしま
う。このノイズを除去するには、第15図のようにパルス
φS3の水平ブランキング期間の最後のパルスの立下がり
時間t12を少し遅らせればよいのであるが、このような
駆動法では第２のチャンネルの水平ブランキング期間の
終りのところでリセットの時間t10とクランプの時間t11
が同時であるためにノイズを生じる。
スのタイミングを示したタイミングチャートである。第
12図でVout1は第１チャンネルの出力である。転送パル
スφS3の時間t1でリセットし、転送パルスφS1の時間t2
でクランプ、転送パルスφS2の時間t3でサンプルホール
ドするので、不要なノイズは生じない。第13図でVout2
は第２チャンネルの出力である。転送パルスφS1の時間
t4でリセットし転送パルスφS2の時間t5でクランプし、
転送パルスφS3の時間t6でサンプルホールドするので第
１チャンネルと同様にノイズは生じない。第14図で示す
Vout3は第３チャンネルの出力であり、転送パルスφS2
の時間t7でリセットし、転送パルスφS3の時間t8でクラ
ンプし、転送パルスφS1の時間t9でサンプルホールドす
る。この第３チャンネルでは、リセットのパルスφS2の
時間t7とクランプのパルスφS3の時間t8とが同時である
ために、１水平期間の先頭に不要な大出力が生じてしま
う。このノイズを除去するには、第15図のようにパルス
φS3の水平ブランキング期間の最後のパルスの立下がり
時間t12を少し遅らせればよいのであるが、このような
駆動法では第２のチャンネルの水平ブランキング期間の
終りのところでリセットの時間t10とクランプの時間t11
が同時であるためにノイズを生じる。
［発明が解決しようとする問題点］ 上記のように従来の固体撮像装置においては、複数チ
ャンネルにおけるいずれかのチャンネルの水平期間の先
頭及び水平ブランキング期間の後端で、リセットパルス
とクランプパルスが同時刻に発生する怖れがあり、その
ため、クランプ電位にリセット電位を重畳したものが基
準となったような形態で信号成分が形成されてしまい、
結果的には信号成分のレベルが非常に大きくなって、大
出力が生じてしまうという問題があった。
ャンネルにおけるいずれかのチャンネルの水平期間の先
頭及び水平ブランキング期間の後端で、リセットパルス
とクランプパルスが同時刻に発生する怖れがあり、その
ため、クランプ電位にリセット電位を重畳したものが基
準となったような形態で信号成分が形成されてしまい、
結果的には信号成分のレベルが非常に大きくなって、大
出力が生じてしまうという問題があった。
この発明はかかる従来の問題点を解決するためになさ
れたもので、リセットとクランプのパルスのタイミング
をずらして、クランプ時のノイズの発生を除去する駆動
手段を備えた固体撮像装置を提供するものである。
れたもので、リセットとクランプのパルスのタイミング
をずらして、クランプ時のノイズの発生を除去する駆動
手段を備えた固体撮像装置を提供するものである。
［問題点を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために、この発明の固体撮像装
置は、第１、第２、第３の３つの並列チャンネル出力を
有する電荷結合素子と、前記第１、第２、第３チャンネ
ルの各転送パルスの位相を水平ブランキング期間外につ
いて120゜づつずらし、かつこれら第１、第２、第３チ
ャンネルの各転送パルスは、第１、第２、第３チャンネ
ルの出力信号の電位レベルをそれぞれクランプし、その
後各々第２、第３、第１チャンネルのフローティング・
ディフュージョンの電荷をそれぞれリセットし、さらに
第３、第１、第２チャンネルの各チャンネルの転送され
た電荷に相当した信号レベルをそれぞれサンプルホール
ドするパルスとして用いる電荷結合素子の信号処理回路
と、前記第１、第２、第３の３つのパルスの水平ブラン
キング期間内の少なくとも最後の各々のパルスの立ち下
がりの順序を前記第１、第２、第３のチャンネルの電荷
転送パルスの水平ブランキング期間外のパルスの立ち下
がりと同一の順序となるようにずらす制御手段とを有す
るものである。
置は、第１、第２、第３の３つの並列チャンネル出力を
有する電荷結合素子と、前記第１、第２、第３チャンネ
ルの各転送パルスの位相を水平ブランキング期間外につ
いて120゜づつずらし、かつこれら第１、第２、第３チ
ャンネルの各転送パルスは、第１、第２、第３チャンネ
ルの出力信号の電位レベルをそれぞれクランプし、その
後各々第２、第３、第１チャンネルのフローティング・
ディフュージョンの電荷をそれぞれリセットし、さらに
第３、第１、第２チャンネルの各チャンネルの転送され
た電荷に相当した信号レベルをそれぞれサンプルホール
ドするパルスとして用いる電荷結合素子の信号処理回路
と、前記第１、第２、第３の３つのパルスの水平ブラン
キング期間内の少なくとも最後の各々のパルスの立ち下
がりの順序を前記第１、第２、第３のチャンネルの電荷
転送パルスの水平ブランキング期間外のパルスの立ち下
がりと同一の順序となるようにずらす制御手段とを有す
るものである。
［作用］ 上記のように構成したことにより、各チャンネルのク
ランプ用のバルスの立下りが必ずリセット用のパルスの
低（Ｌ）の期間に位置するようになって、信号成分にノ
イズは発生しない。
ランプ用のバルスの立下りが必ずリセット用のパルスの
低（Ｌ）の期間に位置するようになって、信号成分にノ
イズは発生しない。
［実施例］ 第６図はこの発明の一実施例である固体撮像装置の駆
動法によるタイミングを示すタイミングチャートであ
る。第６図のように転送パルスφS1,φS2,φS3の水平ブ
ランキング期間の最後のパルスの立下りを少しづつずら
すことによって、リセットとクランプが同時にかからな
いように駆動する。
動法によるタイミングを示すタイミングチャートであ
る。第６図のように転送パルスφS1,φS2,φS3の水平ブ
ランキング期間の最後のパルスの立下りを少しづつずら
すことによって、リセットとクランプが同時にかからな
いように駆動する。
以下、この発明の実施例の具体的タイミングチャート
を第７図〜第11図を用いて説明する。
を第７図〜第11図を用いて説明する。
第７図は前記の駆動タイミングを得るために、転送パ
ルスφS1,φS2,φS3を水平ブランキング期間内でも３相
駆動とした実施例である。これによって水平ブランキン
グ期間の最後の部分の転送パルスφS1,φS2,φS3それぞ
れのタイミングがずれて発生している。
ルスφS1,φS2,φS3を水平ブランキング期間内でも３相
駆動とした実施例である。これによって水平ブランキン
グ期間の最後の部分の転送パルスφS1,φS2,φS3それぞ
れのタイミングがずれて発生している。
第８図，第９図は水平ブランキング期間内の転送パル
スφS1,φS2,φS3の立下りを少しづつずらす方法であ
る。第８図ではそれぞれの転送パルスφS1,φS2,φS3の
幅を変えることにより、水平ブランキング期間の最後に
おけるそれぞれ各転送パルスの立下りのタイミングをず
らしている。
スφS1,φS2,φS3の立下りを少しづつずらす方法であ
る。第８図ではそれぞれの転送パルスφS1,φS2,φS3の
幅を変えることにより、水平ブランキング期間の最後に
おけるそれぞれ各転送パルスの立下りのタイミングをず
らしている。
また、第９図では各転送パルスφS1,φS2,φS3を前の
チャンネルの転送パルスに対して少しづつ遅らせること
により、各転送パルスの立下りのタイミングを得てい
る。
チャンネルの転送パルスに対して少しづつ遅らせること
により、各転送パルスの立下りのタイミングを得てい
る。
第10図，第11図は少くとも水平ブランキング期間の最
後のパルスの立下りを少しづつずらす用法である。第10
図では各転送パルスのφS1,φS2,φS3の最後のパルスを
前のチャンネルの転送パルスに対して遅らせることによ
って、この発明による駆動手段のタイミングを得てい
る。
後のパルスの立下りを少しづつずらす用法である。第10
図では各転送パルスのφS1,φS2,φS3の最後のパルスを
前のチャンネルの転送パルスに対して遅らせることによ
って、この発明による駆動手段のタイミングを得てい
る。
尚、この発明の駆動手段によるタイミングにおいて
も、垂直CCDから水平CCDへの変換部の電荷転送には何の
支障も生じない。
も、垂直CCDから水平CCDへの変換部の電荷転送には何の
支障も生じない。
［発明の効果］ 本発明によれば、従来では水平期間の先頭、もしくは
水平ブランキング期間の終りのところに生じたノイズを
除去でき、CCDの転送パルスでCDS回路の駆動もすること
ができる。
水平ブランキング期間の終りのところに生じたノイズを
除去でき、CCDの転送パルスでCDS回路の駆動もすること
ができる。
第１図は従来及びこの発明の固体撮像装置の各水平シフ
トレジスタ終段に設けられる相関２重サンプリング回路
（CDS回路）の図、第２図は第１図の出力と駆動パルス
を示したタイミングチャート、第３図は３チャンネル出
力で第1,第２第３チャンネルの転送パルスの位相を120
゜づつずらして３相駆動するCCDの垂直CCD部A,B,Cから
水平CCD部a,b,cに電荷を転送する部分の例を示した図、
第４図は第３図のCCDの駆動パルスを示した図、第５図
はVirtual PhaseとClocked Phaseのボテンシャルプロフ
ィールを示す図、第６図はこの発明の一実施例である固
体撮像装置の駆動法によるタイミングを示すタイミング
チャート、第７図，第８図，第９図，第10図，第11図は
それぞれこの発明の実施例における転送パルスの具体的
タイミングチャート、第12図，第13図、第14図、第15図
はそれぞれ従来の装置を駆動する転送パルスのタイミン
グチャートである。 図中， 2,6,9:MOSFET 4:LPF、5,9:コンデンサ 7,10:アンプ φRS:リセットパルス φCL:クランプパルス φSH:サンプルホールドパルス φS1,φS2,φS3:転送パルス
トレジスタ終段に設けられる相関２重サンプリング回路
（CDS回路）の図、第２図は第１図の出力と駆動パルス
を示したタイミングチャート、第３図は３チャンネル出
力で第1,第２第３チャンネルの転送パルスの位相を120
゜づつずらして３相駆動するCCDの垂直CCD部A,B,Cから
水平CCD部a,b,cに電荷を転送する部分の例を示した図、
第４図は第３図のCCDの駆動パルスを示した図、第５図
はVirtual PhaseとClocked Phaseのボテンシャルプロフ
ィールを示す図、第６図はこの発明の一実施例である固
体撮像装置の駆動法によるタイミングを示すタイミング
チャート、第７図，第８図，第９図，第10図，第11図は
それぞれこの発明の実施例における転送パルスの具体的
タイミングチャート、第12図，第13図、第14図、第15図
はそれぞれ従来の装置を駆動する転送パルスのタイミン
グチャートである。 図中， 2,6,9:MOSFET 4:LPF、5,9:コンデンサ 7,10:アンプ φRS:リセットパルス φCL:クランプパルス φSH:サンプルホールドパルス φS1,φS2,φS3:転送パルス
Claims (1)
- 【請求項１】第１、第２、第３の３つの並列チャンネル
出力を有する電荷結合素子と、 前記第１、第２、第３チャンネルの各転送パルスの位相
を水平ブランキング期間外について120゜づつずらし、
かつこれら第１、第２、第３チャンネルの各転送パルス
は、第１、第２、第３チャンネルの出力信号の電位レベ
ルをそれぞれクランプし、その後各々第２、第３、第１
チャンネルのフローティング・ディフュージョンの電荷
をそれぞれリセットし、さらに第３、第１、第２チャン
ネルの各チャンネルの転送された電荷に相当した信号レ
ベルをそれぞれサンプルホールドするパルスとして用い
る電荷結合素子の信号処理回路と、 前記第１、第２、第３の３つのパルスの水平ブランキン
グ期間内の少なくとも最後の各々のパルスの立ち下がり
の順序を前記第１、第２、第３のチャンネルの電荷転送
パルスの水平ブランキング期間外のパルスの立ち下がり
と同一の順序となるようにずらす制御手段と、 を有することを特徴とする固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62008071A JP2563785B2 (ja) | 1987-01-19 | 1987-01-19 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62008071A JP2563785B2 (ja) | 1987-01-19 | 1987-01-19 | 固体撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63177665A JPS63177665A (ja) | 1988-07-21 |
| JP2563785B2 true JP2563785B2 (ja) | 1996-12-18 |
Family
ID=11683110
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62008071A Expired - Fee Related JP2563785B2 (ja) | 1987-01-19 | 1987-01-19 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2563785B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4549215A (en) * | 1983-04-07 | 1985-10-22 | Rca Corporation | Low noise black level reference for CCD imagers |
-
1987
- 1987-01-19 JP JP62008071A patent/JP2563785B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63177665A (ja) | 1988-07-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |