JPH0211073A - 電荷注入装置 - 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、−殻内には低雑音読出しの電萌γ、１人装置
、とくにノイズ決定信号が自動的に各連続光電木子毎に
画像決定信号を与えることのできる電荷注入結像（イメ
ージング）装置に関り゛る。

（従来の技術） 行列にマトリックスに配列された複数個の光・市素ｒか
らなる電荷注入イメージング装置は周知のものＣある。

各光１素子は行列゛電極を右する。各行の全ての行電極
はおηいに共通接続され、各列の全ての列電極もＪ３互
いに共通接続されている。

入射シーン光は、各光電素子の各電極対の下のポテンシ
ャル井戸に少数電荷キャリアを光発生するように作用す
る。光発生された電荷は、行列電極のそれぞれに適当な
バイアス電圧を印加することによって各光電素子内の井
戸間ぐ転送が可能である。一つの周知の動作モードにお
いて、電荷は、各列の電極を相ｎ接続する共通線に沿っ
たＣＩＤ（電荷注入装置１ｆｆ）外の電極から検知でき
る。

（発明が解決しようとする問題点） 最近、増幅器が列電極と一体化Ｃきることが示唆されて
いる。このような増幅器は電荷Ｈ入イメージング装置の
読出しの際低ノイズ性能を実現するために低帯域を右ツ
るのが望ましい。各増幅器はまた、電荷注入イメージン
グ装置のシリコン領域の幅をそれ程増大することなしに
各列電極と整列し〔収容するｌこめには非常に狭い幅ま
たはビッヂを有していなければならない。

増幅器は低ノイズ帯域幅性能を示しながらら一ヒ記狭い
ビツヂをイｉＬ／＜’ｃければならないのみならず、Ｋ
ＴＣノイズ、固定パターンノイズのような光電素子から
検知される電荷に固有のノイズは出力信号からオフレツ
！−されなければなら４【い。Ｋ　Ｔ　Ｃノイズは電極
−１τ圧をリセットする際各１を通列電極相互接続線内
に本来的に発生し、他方、固定パターンノイズは、操作
の本来的な制限の結末として共通列電極相ｎ接線と共通
打電極相２７接続線の交叉が変化することによって生じ
る。

従ｒＬ本発明の主１」的はＫＴＣノイズおよび固定パタ
ーンノイズが自動的に除去される態様で画像データが読
出されるＨ、Ｈ荷注入イメージング装置を提供すること
である。

本発明の他の目的は、列間で狭いピッチ内に低帯域増幅
器が制限される電荷注入イメージング装置を提供するこ
とである。

本発明の他の目的【、１一部は明らかでまたこれ以降に
明らかになるだろう。従って、本発明は、以下の詳細な
説明に例示的に示されるｈ１造、素子の組合せ、部品の
配列を有するシステムを提供する。

（問題点を解決するための手段） 電荷１１人装置は、各々が自己に関連した・ノイズ決定
電子情報信号を有し、入射シーン光に応答し１画像決定
電子情報信号を発生する光電素子のアレイを有する。選
択された順序で光電素子のアレイから画像およびノイズ
決定電子情報信号を感知、増幅する手段が備えられる。

複数個の直列接続の記憶素子が選択された順序で増幅さ
れた画像およびノイズ決定電子情報信号を受信するよう
に接続されている。各記憶素子はアレイ内の光電素子の
１つに対応する画像および／またはノイズ決定電子情報
信号を記憶するように構成されている。各２憶素子が所
定の時間間隔の閂にそれに対する各画像および／または
ノイズ決定゛４電子情報信号を記憶するような態様で、
画像およびノイズ決定電子情報信号を直列接続の記憶素
子を介して移動さＶる手段が備えられる。

また、所定の時間間隔のうちの選択δれた連続民間間隔
の間に直列接続記憶素子の中の選択電子から選択された
画像およびノイズ決定電子情報信号を同時に検索してノ
イズ決定電了情報信Ｖ〕が自動的に消去される各連続感
光素子に対して画（領決定電子情報信号を与える手段も
備えられる１゜（実施例） 本発明に特（数的と思われる新規な特徴はｆｊ　：’Ｉ
　Ｒ１’１求の範囲に示されている。しかし、本発明は
他の目的、利点とともに構成、す１作の方法が添（Ｎ１
図面を参照した以下の実施例の説明から良＜Ｉ１１！解
されるであろう。

第１図には、行Ｒ−Ｒ列Ｃ１〜０４状に配置４ 列された光電素子１２の二次元アレイを含む本発明の電
荷注入イメージング装置が１０で一般的に示さ机ている
。各光　ｉ子１２はシリコン）＾板に配置された行電極
１４および列電極１Ｇを有し、周知の態様で電極下のポ
テンシャル月戸に九発住された電荷１８を記ｇ！するよ
うになっている。図示のように、各行の行電極１４は行
Ｆｉｔ　１４　Ｒ、〜１４１＜４によって共通に相互接
続されている。同様にして、各列の電極１６は列ｒＡ１
６Ｇ１〜１６Ｃ４によって共通に接続されている。光電
素子１２およびそれに関連した行列電極１４．１６の二
次元アレイおよび上述した共通の相互接続線は周知のも
のであるから、これ以上詳細に説明する必要はないだろ
う。また、第１図は４×４光電素子アレイを示している
が、実際には、このようなイメージングアレイはかなり
の数の光’、１ｆ素子からなることが容易に理解される
であろう。

打電穫相！″Ｌ接続線１４ｆｌ　　〜１４Ｒ４は以下に
詳細に説明する態様ｒ行走査回路１つによって制御され
る。列電極相互接続ＩＱ１６Ｃ１〜１６ｃ４はそれぞれ
、以下に説明Ｊる本発明の態様Ｔ：８作する増幅回路２
０１〜２０４に接続されている。

増幅器２０１〜２０４からの出力信号はそれぞれ記憶ラ
イン２２１〜２２４　（その動作は以下に詳細に説明す
る）に向けられ信妃憶ライン２２１〜２２４は直列シフ
トレジスタ２４に信号を出力し、この直列シフトレジス
タ２４は、各連続した行に沿って連続した順序で各光電
素子１２から取出された画像データに対応する電子情報
信号の連続した流れを与える。

第２図（同一の参照番号は前述した同一の７５索を表わ
す）には、増幅回路の１つ２０１の部品が詳細に説明さ
れている。増幅回路２０１〜２０４は同一・工゛あるか
ら１つの増幅回路２０１だけを説明づればよいことが容
易に理解ひきるだろう。増幅回路２０１はおＨいに縦続
（カスケード）関係で接続された一対のＭＯＳ電界効果
トランジスタ１　およびＴ２を含む。共通電極、づ”な
りらノードＡに示された相互接続ａ１６ｃ１から増幅回
路２０１への入力はトランジスタ］、のグーｈ　ｇ　ｔ
’ｋに接続される。１〜ランジスク１’　　Ｊ３よげ１
２のドル インおよびソース？ＩＨ４ｊはそれぞれお互いに対して
共通接続され、トランジスタＴ１のソース電極は一定の
低電圧源ｖＳ１．：接続される。１−ランジスタ丁、の
グー１〜電極は、次に説明する本発明の態様で増幅器を
制御する制御電圧ＶＢＩＡＳに接続される。トランジス
タＴ２のドレイン電極は、■ｏｌＩｔぐ増幅器の出力端
子を画定するノードＢに接続される。トランジスター　
、Ｔ１は【１荷抵抗Ｒ５に直列接続され、出力容量Ｃ６
に並列接続される。

負荷抵抗［（、は定常状態高電圧源Ｖ。０に接続される
。出力容１．＾Ｃｏと負荷抵抗Ｒ１は増幅回路２ｏ１の
帯域幅を制限するよう協同する。

増幅回路２０１はまた、お互いに対して縦続関係で接続
された２つのＭＯＳ電界効果トランジスタＴ３．Ｔ４を
含む、ノードΔで電圧レベルをリセットする手段を含む
。トランジスタＴ３．Ｔ４のソース、ドレイン市極はお
互いに対して共通接続されている。トランジスタＴ３の
ゲート電極はノードＢ、従つ゛Ｃ出力端子Ｖ。、ｔに共
通接続され、トランジスタＴ３のドレイン電極は高定常
状態電圧ＢＱ　Ｖ。、に接続される。トランジスタＴ４
のゲート電極は次に説明する本発明の態様で変化するｖ
１１１１電圧に接続される。Ｔ４のソース電極はノード
Ａおよび電極共通相互接続線１６Ｃ１に共通接続される
。

増幅回路２０１はさらに、ドレイン電極が〕−ドＡおよ
び列電極共通相互接続ｔｆＡ１６０１に接続され、ソー
ス電極が低定常状態゛市圧源ＶＳＳ１．：接続されてい
るＭＯＳ電界効果トランジスタ「５を含むノードＡをク
リアする手段を有する。

第３Ａ図には、複数個の連続した直列接続の電荷結合素
子（ＣＯＤ）記憶ステージ　２８１〜２８ｏに直列接続
の人力ステージ２６を含む記憶線２２１が詳細に図示さ
れている。容易に理解でさ゛るように、２憶線２２１〜
２２４は全て同一・であるから、１つの記憶線２２１だ
けを詳細に説明覆ればよいだろう。ＣＣＤ１２憶ステー
ジ２８１〜２８ｏは各々４個の連続した記憶領域（相）
φ１へ・φ４を有する。画像およびノイズ決定電子情報
信号に対応する電荷が、周知の方法で連続的にイ」勢さ
れる転送ゲート（Ｎ極）（図示Ｕず）によって連続した
態様で各連続ステージ２８１〜２８ｏの連続相を介して
進行される。４個の転送ゲート（電極＞３０１−３０４
はお互いに共通接続され、次に説明する本発明の態様で
２憶線２２１がら画像および決定電子情報信号を検索す
る。図示のように、最初の２つの転送用ｌ４ｉ３ｏ　、
３ｏ２はそれぞれ、第１記憶ステージ２８１の第４相φ
４、第３記憶ステージ２８３の第２相φ２に接続されて
いる。同様に、最後の２つの転送°電極３ｏ３゜３０４
はそれぞれ、最後の記憶ステージから三番目の記憶ス゛
ｉ−ジ２８　　の第４相φ４、最後の記憶ステージ２８
　の第２相φ２に接続されている。転送電極３０１〜３
０４が共通接続される線は増幅回路３２を介して出力端
子Ｖ。ｕｔへ向けられる。共通接続の転送電極３０１〜
３ｏ４への入ツノバイアスは、高定常状態電圧源ＶＢＩ
ＡＳに接続されたドレイン゛を極および可変制御電圧ｖ
ＲＥ８に接続されたゲート電極を右するＭＯＳ電界効果
トランジスタＴ６を介して制御される。

本発明の電荷注入イメージ装置の動作は次のように進行
する。第２図において、露光時間の間に画像決定シーン
光が光電素子１２に衝突され、周知のように行列電極１
４．１６の下のボデンシャルーを戸に電荷１８を光発生
さける。露光時間の間に、全ての光Ｘｆｉ素子１２の行
、列両方の電極が周知の態様で、行をｆＶｊ共通相互接
続ＦＡ１４　Ｒ、〜１４Ｒ４および列電極共通相互接続
線１６ｃ１〜１６Ｃ４を介して高電圧レベルに付勢され
る。このような状態で、光発生した電荷１８が図示のよ
うに行７ｉｉ極１４の下に記憶されるように１１電極１
４下のポテンシャル井戸はより深くなる。

各列Ｃ１〜Ｃ４の光電素子１２に記憶された電荷は第１
行Ｒ１で始まる各連続打の全ての光電素Ｆ１２から同時
に読出される。次の説明は１つの増幅回路２０１および
１つの記憶線２２１のみの動作に主に制限されるけれど
も、全ての増幅回路２０１〜２０４および全ての記憶線
２２１〜２２４が同時にかつ同一の態様で動作り−るこ
とは容易に理解できるであろう。

第１行Ｒ１で始まる各行講出しのｆｉｌ始に４７いて、
列電極１６は、７３電圧（２進論理１）入力信号を１−
ランジスタＴ４のゲート電極に印加することによってノ
ードＢの電圧レベルにリセットされ、利得安定を確立す
る。リセットが完了すると、トランジスター［４は低電
圧（２進論Ｌ！！１０）人力信号をそのゲート電極に印
加することによってターンオフされる。このリセットブ
［］セスの結果として、ノードΔの電圧レベルは、りセ
ットされた１−ランジスタ［４両端電圧の変化によるノ
イズを含む。

このノイズが前述したＫＴＣノイズで、最終的には本発
明の方法で除去される。

行Ｒ１電極１４はその侵、適当な低電圧を行電極共通相
互接続線１４Ｒ１に印加する行走査回路１８によって低
電圧レベルにヒツトされる。次に行［＜、電極１４の下
に記憶された電荷は行Ｒ１の対応する列電極１６に転送
される。こうして列電極１６に転送された電荷によって
、各列電也共通相互接続線１６０〜１６Ｃ４のノードＡ
の電圧（信号）レベルがそこに転送されたＴｉ荷のサイ
ズに比例する量だけ変化する。そして、このノードＡで
の電圧変化はトランジスタＴ、Ｔ１によつで増幅され、
ノードＢに増幅された出力電圧が青られる。

ノードＢでの変化電圧は、各列電極共通相η接続ね１６
０　〜１６０４ｒ各列に対応するりセラトランジスタＴ
、Ｔ、によって誘起されたＫＴＣノイズおよび行電極共
通相り接続線１４Ｒ〜１４Ｒ４と列電極共通指Ｕ接続線
１６Ｃ〜１６Ｃ４との交叉の変化による固定パタ−ンノ
イズを含む画像、ノイズ両方を決定づ″る電子情報信号
に対応する。

好適実施例において、ノードＢの信号レベルは所定の回
数だり繰返しサンプリングされる。各リンブリング時の
間に、信号を表わ′１′電仙が生成され、記憶１！Ｊ２
２１の入力ステージ２６に記憶される。こ・うして、）
ナシプリング１４間の最後には、各サンプリングに対応
する複数の小電傭からなる大電荷が記憶線２２１の人力
ステージ２６に存イ［ｊｖることになる。このリーンブ
リング過程に’　Ｊ：つて各増幅回路の帯域幅が記憶容
けＣ６および０６＋ｉ抵抗Ｒ１の寸法を増大させないで
大きく減少ぐきるようになる。こうして、増幅回路２０
〜２０４は各列Ｃ〜Ｃ４の狭いピッチ内に維持て・きる
。

次に、行走査回路１９は行１（１の打電１へ１４に高電
圧を印加するように動作し、列４目〜１６の下の電荷の
行Ｒ１１！極１４への帰還に影響を与える。

ノードＢの信号レベルは再び上述した態様でナンブリン
グされ、記憶線２２１の入力ステージ２６に記憶される
。この尼後にサンプリングされた信号がＫｆＣノイズを
含む。容易に理解できるように、ＫＴＣノイズ決定電子
情報信号を入カスデージ２６に転送する前に、先に転送
された画像およびノイズ決定電子情報信号が人力ステー
ジ２６から第１の記憶ステージ２８１の第１記憶領域（
相）φ１に連続して進められる。このようにして、画像
、Ｋ　１’　Ｃノイズ、および固定パターンノイズに対
応する第１の電子情報信号およびＫＴＣノイズに対応す
る第２電子情報信号が記ｖｉ線２２１の２つの連続する
ステージにそれぞれ連続して転送される。

固定パターンノイズを読出す際には困難が生じる（それ
には光電素子が光発生°電荷をクリアした直後にその光
電素子の出力のナンブルが必要だから）。しかし、注入
された電荷の一部が付近の光電素子に再集合されるとい
う事実のために、固定パターンノイズを決定する電荷を
転送する前に少なくとも１個、本例でｔよ３個の連続し
た打の光電素子が読出されるまで持つ必要がある。換苦
り′ると、行Ｒ１の光電素子の固定パターンノイズに３
・１応する電荷（信号）を転送するためには、第３の連
続性１（４の光電素子１２からの電？＝ｎが転送される
まで持つ必要がある。第３の連続性Ｒ４の光゛ｉ【（素
子１２から電荷が転送された後、列？ｆｊ極１６は固定
パターンノイズの読出しに適応するように高電圧レベル
に設定されなければならない。

この目的のために、行Ｒ４の光電素子からの７Ｒ荷の転
送に関連して、行Ｒ１電極１４はトランジスタＴ、をタ
ーンオンすることによつ℃低電圧にセラ１−される。こ
うして、行電極１４および列電極１６の両方が低電圧に
セットされるので行１＜１光電素子１２は電荷がクリア
されることに／Ｉ−る。

行Ｒ１電極１４は続いて、全てのＴ５トランジスタのＦ
記ターンオフと協同してＦｉ電））レベルに戻される。

全てのＴ４トランジスタをターンオンすることによって
上記した態様で各ノード１うの電圧レベルに全ての列゛
冷極１６をリセツｌ−することは、容易に理解できるよ
うに、行Ｒ１の光電素子の列電極１６を高電圧レベルに
セットするように作用する。この過程の最復のステップ
で、行走査回路１９は第１行１り、の光電素子１２の行
電極１４を低電圧レベルにセットするように作用する。

そして、行１）１の４つの光電素子１２は信号電荷がク
リアされるので、各列相互接続線１６Ｃ１〜１６Ｃ４を
介した各ノード△への信号転送は行）テ。

の各光電素子１２の固定パターンノイズを決定するよう
に４Ｔる。このようにして、行Ｒ１の各光電素子１２の
固定パターンノイズ決定゛電子情報信号は、画像および
ＫＴＣノイズ決定電子情報信号が行Ｒ１の光電素子に対
して転送される連続した順序とは関係なく転送される。

すなわち、Ｒ１の光電素子１２に対する固定パターンノ
イズ決定電子情報信号は行Ｒ４の光電素子１２に対する
画像およびＫＴＣノイズ決定電子情報信号の転送に続い
て転送される。

ノード△での信号レベルは次に、上記した態様で増幅さ
れ、固定パターンノイズに対応する増幅された出力電子
情報信号をノード１３に与える。固定パターン決定電子
情報信号はその後サンプリングされ、上述した態様で記
ｔａＩ！１１２２．の人力ステージ２６に転送される。

容易に理解できるように、固定パターンノイズ決定電子
情報信号の人力ステージ２６への転送の前に、行Ｒ１の
光電素子に対して前に転送された画像およびＫ　１’　
Ｇノイズ決定電子情報信号は、記憶線２２１の連続記憶
領域（相）に沿った３つの連続性Ｒ，Ｒ３１１ｊよびＲ
４からの画像およびノイズ決定電子情報信号の転送に一
致して連続的に進行される。このようにして、各光電素
子１２に対する３個の連続−４る電子情報信号が増幅回
路２０　から記憶線２２１へ整列され離隔した順序で与
えられる。従って、３個の離隔した電子情報信号が各行
Ｒ１光電索了について与えられる。第１の信号は、行１
＜１光′−１１素子に関連したＫＴＣおよび固定パター
ンノイズとともに行Ｒ１光電素子に入射する１ｌＴｌ像
決定シーン光に対応する。第１信号に直ぐに続く第２信
号は行Ｒ１光電素子に関連したＫＴＣノイズに対応する
。行Ｒ４光電素子からの信号転送に続く第３の信号は行
Ｒ１光電素子に関連した固定パターンノイズに対応する
。明らかなように、電子情報信号の転送のこの整列され
た順序は、第１の行Ｒ１光電素子についてのみ説明した
けれども、後続する全ての行１（〜Ｒ４の光電素子に対
してＭ続的に繰返される。

第３Ｂ図および第３Ｃ図ととも第３Ａ図を参照すると、
時間間隔１　−１４での記憶ステージ２８１〜２８．の
記憶領域（相）の電荷の位置がねかる。記憶領域（相）
φ１〜φ４に関連した電極（ゲート）は周知の態様で動
作し上記した連続した電子情報信号を記憶ステージ２８
１〜２８ｏに沿って第３Ｂ図にｔｌで示した位置に達す
るまで進める。従って、時刻ｔ　で、増幅回路２０１か
ら記憶線２２１へ最初に転送されたＫ　Ｔ　Ｃノイズ、
固定パターンノイズを含む第１の画像決定電子情報信号
は、ＳＩＧ、で示された記憶ステージ２８　　の第４相
に転送される。同様にして、ＫＴ−Ｃノイズに対応り゛
る第２の連続電「情報信号はＫｒＣ１で示された記憶ス
テージ２８　ｎ−２の第４相に進められる。このパター
ンは、記憶ステージ２８２の第４相φ４に記憶され、Ｋ
ＴＣ４と示された第４の光電素子１２に対するＫＴＣノ
イズの電子情報信号に達するまで各連続光電素子１２に
ついて繰返えされる。記憶ステージ２８１の第４相に記
憶された次の連続電子情報信号は、画像決定電子情報信
号ＳＩＧ、およびＫＴＣｌが対応する第１の光電素子１
２の固定パターンノイズに対応する。上記例では、ｎ−
１２で、［ＰＮｌで示された固定パターンノイズ決定゛
市子情報信号（、Ｌ、当該列の第４光電素子の、画像お
よびノイズ決定電子情報信号、およびＫＴＣノイズ決定
電子情報信号（ＫｒＣ４）に連続する順序で転送される
。

４つの相φ１・−φ４に対する制ｔＩＩｌ電Ｆ１−は第
３０図に示された１　　−１２の時間間隔の間に変化し
、第３８のＩ！１ｌｔ２に示されるように記憶ステージ
２８１〜２８．に沿って電荷を進める。次の連続時刻ｔ
３では、相電極ｆ！ＩＪ　ｉｌｌ電圧は第３Ｃ図に示さ
れるように変化し、第３Ｂ図の線ｔ３で示される位置に
電荷を進める。時刻ｔ３では、画像およびノイズ決定電
子情報信号Ｓ［Ｇ１ｕ転送電極３０４に隣接した記憶ス
テージ２８．の第２相φ２に位置していることがわかる
。転送電極３０３の下の記憶ステージ２８　ｎ−２の第
４相は、Ｋ　１−　Ｃ決定電子情報化Ｍ（ＫＴＣｌ）が
クリアされ（、それの負の値に対応する信号レベル（−
に−ｒｅｌ）が残される。各列の第４の連続光電素子１
２のＫＴＣ決定電子情報信号ＫＴＣ４は転送ゲート３０
２の下の記憶ステージ２８３の第２相φ２に進められる
ことがわかる。転送電極３０１の下の記憶ステージ２８
１の第４相は固定バタ〜ンノイズ決定電子情報信号ＦＰ
Ｎ１がクリアされてそれの負の偵に対応する（ｌレベル
（−ＦＩＳ）Ｎ１）が残される。

ごうして、容易に理解できるように、各線時刻ｔ１の始
めにおいて、ＫＴＣノイズ決定電子情報信＠ＫＴＣ，お
よび固定パターンノイズ決定電子情報信号ＦＰＮ１はそ
れぞれ第３、第１の浮遊転送ゲート３０　．３０１の下
に位ｉすることになる。同時に、ｔｌでは、第２、第４
の浮遊転送ゲート３０　および３０４の記［領域（相）
は電荷がクリアされている。この時点ｔ１で、浮遊転送
ゲート３０〜３０　は、制ｔ７）Ｉ雷圧Ｖ１１１．ｓを
介してトランジスタＴ６をターンオフすることによって
高信号レベルＢＩＡＳにセットされる。その後、１−ラ
ンジスタ］゛６はターンオフされＣ１ｐ／ｌ送ゲー１−
３０〜３０　が１−記高信号しベルｖＢｒＡＳｒ−浮遊
することができるようになる。

第３Ｂ図′Ｃ：線ｔ３で示された第２の連続転送り゛イ
クルの間に、Ｋ１０決定電子情報信号Ｋ　’ｒ　Ｃ１お
よび固定パターンノイズ決定゛ｌＩＸ子情報信号ＦＰＮ
、に対応ツる電荷がそれぞれ第３、第１の浮遊転送ゲー
ト３０，３０１から転送され、ゲ−トが浮遊している電
圧を相殺する。同時シこ、画像およびノイズ決定電子情
報信号（Ｓ１０１）ＪりよびＫＴＣノイズ決定電子情報
信号（Ｋ丁０４）がそれぞれ第４、第２の転送ゲート３
０．３０２に転送され、その転送ゲルトが浮ＭＪる（；
ｊ　Ｋｌレベルに加えられる。このようにしで、画像決
定電子情報信号が、ＫＴＣノイズ決定電子情報信号およ
び固定パターンノイズ決定電子情報信号が自動的に除去
される転送ゲート３０１〜３０４の共通ノードで自動的
に得られる。各列の３　ｉｌｌの復続光電素子から電荷
がクリアされた後に、各列の各光電素子から固定パター
ンノイズ決定電子情報信号が検知されることは容易に理
解できるであろう。

従って、画像およびＫ　Ｔ　Ｃノイズ決定電子情報信号
が光″心素子から検知される連続順序とは関係なしに固
定パターンノイズ決定電子情報信号が光１廿素子１２か
ら検知されることになる。すなわち、固定パターンノイ
ズ決定電子情報信号は、各列に沿って３個の光電素子だ
け離隔した光電素子の画像およびＫＴＣノイズ決定電子
情報信号の検知にＩＩＩ連して光電素子１２から検知さ
れる。

容易に明らかになるように、第４の光電素子以優に検知
される固定パターンノイズ決定電子情報信号（ＦＰＮｌ
）は第４の光電素子のＫＴＣノイズ決定電子情報信号を
本来的に含んでいる。従って、第２の浮遊トランジスタ
電極３０２に転送された第４の光電素子のＫ　’ｒ　Ｃ
ノイズ決定電子情報イ？＠＜ＫＴＣ４）の転送は、第１
ｉ１２１転送′市極３ｏ１から差引かれる固定パターン
ノイズ決定電子情報信号の固有部分となるＩＮじ成分に
よつＣ相殺される。

こうして、浮遊転送ゲート３０１〜・３０４０間の共通
ノードにｄ３する信号レベルに、」；っで、Ｋ　Ｔ　Ｃ
ノイズ決定電子情報信号、固定パターンノイズ決定電子
情報信号の両方が自動的に相殺される各連続の光電素子
１２に対して整列した順序で画像決定電子情報信号が与
えられる。この画像決定電子情報信号は増幅器３２によ
って増幅され、端子Ｖ′Ｃ−１周知の態様で動作する直
列シフトｕｔ レジスタ２４に出力され、各列の各連続の光電素子に対
１Ｊる連続した流れの画嫌決定電子情報（π号が得られ
る。

後続の３個の列の光電素子が電荷をクリアされた後での
み固定パターンノイズ決定電子情報信Ｙ−）が転送され
れば、画像およびノイズ決定電子情報信号が光電素子か
ら転送される上記順序に本発明（１限定されるものでは
ない。

本発明の上記実施例についての付加、削除、修正など本
発明の他の実施例は当業者にとって明らかであり、また
特許請求の範囲内にある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、低ノイズ読出しを実現する特徴を有する本発
明の電荷注入イメージング装置の概略ブ【コック図であ
る。 第２図は第１図の電荷注入イメージング装置の増幅部の
詳細ブロック図である。 第３Δ図は第１図の電荷注入イメージング装置の記憶ラ
イン部の詳細７）１７９図である。 第３Ｂ図は第３Ａ図の記憶線に沿った選択信号（直の経
時進行を示づ時間対信号図である。 第３Ｃ図は第３Δ図の記憶線に対する位相制御電圧の経
時変化を示すタイミング図ひある。 １２・・・光電素子、１４・・・行電極、１６・・・列
電極、１４Ｒ〜１４Ｒ４・・・行線、 １６Ｃ〜１６Ｃ４・・・列線、１８・・・光発生電荷、
１９・・・行走査回路、２０〜２ｏ４・・・増幅回路、
〜２２４・・・記憶線、２６・・・人力ステージ、〜２
８ｏ・・・ＣＣＤ記憶ステージ、 〜３０４・・・転送ゲート、３２・・・増幅器。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）各々が自己に関連したノイズ決定電子情報信号を
   有し、入射シーン光に応答して画像決定電子情報信号を
   発生する光電素子のアレイ、 前記光電素子アレイからの前記画像およびノイズ決定電
   子情報信号を選択された順序で転送、増幅する手段、 前記増幅された画像およびノイズ決定電子情報信号を前
   記選択された順序で受信するように接続された複数個の
   直列接続記憶素子であつて、各々が前記アレイの前記光
   電素子の１つに対応する画像および１またはノイズ決定
   電子情報信号を記憶するように構成された前記記憶素子
   、 前記記憶素子の各々が所定の時間間隔の間に各充電素子
   に対する画像および／または決定電子情報信号を記憶す
   るような態様で前記画像およびノイズ決定電子情報信号
   を前記直列接続の記憶素子を介して移動させる手段、お
   よび 前記所定の時間間隔のうちの選択された連続時間間隔の
   間に前記直列接続記憶素子の中の選択素子から選択され
   た画像およびノイズ決定手電子情報信号を同時に検索し
   てノイズ決定電子情報信号が自動的に消去される各連続
   光電素子に対して画像決定電子情報信号を与える手段、 を含む電荷注入装置。
2. （２）請求項１に記載の電荷注入装置であつて、前記光
   電素子アレイは行列状に配列された光電素子の二次元ア
   レイであり、 前記画像およびノイズ決定電子情報信号を転送、増幅す
   る前記手段は、前記アレイの各行の各光電素子に対する
   画像および／またはノイズ決定電子情報信号を同時に転
   送するように動作し、また各列に沿つて各光電素子に対
   して連続した順序で画像および／またはノイズ決定情報
   信号を転送するように動作し、その場合、各光電素子に
   対する前記ノイズ決定電子情報信号の一部は、そこから
   離れた光電素子の画像およびノイズ決定電子情報信号の
   それぞれの列に沿つた転送に関連して前記順序に関係な
   く転送される。 前記直列接続記憶素子は、前記画像および／またはノイ
   ズ決定電子情 情報信号が各列から転送され る順序で各行の各光電素子毎に前記情報信号を同時に記
   憶するように構成されており、 前記移動手段は、前記信号が前記直列接続記憶素子に沿
   つて各列から転送される順序で各行の各光電素子毎に前
   記信号を同時に移動させるように動作し、 前記検索手段は、前記連続した順序と関係なく転送され
   た前記ノイズ決定電子情報信号の前記部分を含めてそれ
   ぞれの列から連続した順序で各行の各光電素子毎に前記
   画像および／またはノイズ決定電子情報を同時に検索す
   る手段を含む、前記電荷注入装置。
3. （３）請求項２に記載の電荷注入装置であつて、前記複
   数個の記憶素子は各ステージが所定の数の別々の記憶領
   域を有する複数個の直列接続の電荷結合素子（ＣＣＤ）
   ステージを有し、それらの別々の記憶領域を介して画像
   および／またはノイズ決定電子情報信号が前記ステージ
   のそれぞれと結合した第１の複数個の電極の選択的連続
   付勢によつて制御され、選択された画像および／または
   ノイズ決定電子情報信号を同時に検索する手段は、お互
   いにかつ前記別々の記憶領域の選択されたものに共通に
   接続された第２の複数の電極を有する、前記電荷注入装
   置。
4. （４）請求項２に記載の電荷注入装置であつて、選択さ
   れた画像および／またはノイズ決定電子情報信号を同時
   に検索する前記手段は、前記選択画像および／またはノ
   イズ決定情報信号が検索される前記所定の時間間隔のう
   ちの前記選択された連続時間間隔の直前に前記第２の複
   数の電極間の前記共通接続の信号レベルを選択レベルに
   設定し、その後前記所定の時間間隔のうちの前記選択さ
   れた連続時間間隔の間に前記共通接続を浮遊させる制御
   手段を有する前記電荷注入装置。
5. （５）請求項３に記載の電荷注入装置であつて、前記画
   像および／またはノイズ決定電子情報信号を転送、増幅
   する手段は、入射シーン光に対応する画像およびノイズ
   決定電子情報信号、ＫＴＣノイズ、および固定パターン
   ノイズ、ならびに各列の各連続光電素子毎の連続した順
   序にあるＫＴＣノイズ決定電子情報信号および前記各連
   続光電素子に対応するが前記連続した転送順序と関係な
   く転送される固定パターンノイズ決定電子情報信号を転
   送するように動作し、前記記憶手段は前記画像およびノ
   イズ決定電子情報信号、前記ＫＴＣノイズ決定電子情報
   信号および前記固定パターンノイズ決定電子情報信号を
   前記直列接続の電荷結合素子（ＣＣＤステージ）の前記
   記憶領域の選択された連続記憶領域に記憶するよう動作
   し、前記移動手段は前記画像およびノイズ決定電子情報
   信号、前記ＫＴＣノイズ決定電子情報信号および前記固
   定パターンノイズ決定電子情報信号を前記直列接続の記
   憶素子を介して移動するように動作し、さらに前記検索
   手段は、ＫＴＣノイズ、固定パターンノイズ決定電子情
   報信号のいずれかを含まない各連続光電素子毎に画像決
   定電子情報信号を与える態様で画像およびノイズ決定電
   子情報信号、ＫＴＣノイズ決定電子情報信号および固定
   パターンノイズ決定電子情報信号を各連続光電素子毎に
   同時に検索するように動作する、前記電荷注入装置。
6. （６）請求項３に記載の電荷注入装置であつて、前記光
   電素子のアレイは、各行、各列ぞれぞれの全ての電極間
   の共通接続を与える手段とともに各感光素子毎の行電極
   および列電極を含み、前記画像および／またはノイズ決
   定電子情報信号を転送、増幅する前記手段は、前記各列
   の共通接続電極からの前記画像および／またはノイズ決
   定電子情報信号を増幅する手段、前記各列の共通接続電
   極の信号レベルを選択された時点で所定の高信号レベル
   に設定するリセット手段および前記各列の共通接続電極
   の信号レベルを選択された時点で所定の低信号レベルに
   設定するクリア手段を含む、前記電荷注入装置。
7. （７）請求項６に記載の電荷注入装置であつて、さらに
   、前記増幅手段および前記記憶手段に作動的に接続され
   、前記増幅手段からの信号レベル出力を繰返しサンプリ
   ングし、その繰返しサンプリングされた信号レベルの合
   計レベルを前記第１の直列接続記憶素子への記憶に向け
   て前記増幅手段の帯域幅を減少させる手段を含む、前記
   電荷注入装置。
8. （８）請求項７に記載の電荷注入装置であつて、前記増
   幅手段は、各別毎にお互いにカスケード接続された一対
   のＭＯＳ電界効果トランジスタを含み、各対の前記ＭＯ
   Ｓ電界効果トランジスタの一方のゲートは前記各共通接
   続電極に接続され、ＭＯＳ電界効果トランジスタの各対
   は負荷抵抗に直列接続、出力容量に並列接続され、その
   負荷抵抗と出力容量は前記増幅手段の帯域幅を減少する
   ように協同して動作する前記電荷注入装置。
9. （９）請求項８に記載の電荷注入装置であつて、前記各
   列の共通接続の信号レベルを設定する前記リセット手段
   は、各列毎にお互いにカスケード接続された別の対のＭ
   ＯＳ電界効果トランジスタを含み、各対の前記ＭＯＳ電
   界効果トランジスタの一方のドレイン電極は前記各共通
   接続の電極に接続され、前記各対のＭＯＳ電界効果トラ
   ンジスタの他方のゲート電極は前記負荷抵抗、前記出力
   容量および前記対の増幅トランジスタの他方のＭＯＳ電
   界効果トランジスタのソース電極に共通接続されている
   、前記電荷注入装置。
10. （１０）請求項９に記載の電荷注入装置であつて、前記
    各列の共通接続電極の信号レベルを所定の低信号レベル
    に設定する前記クリア手段は、各列毎に、そのソース電
    極が前記各共通接続列電極に接続され、そのドレイン電
    極が前記所定の低信号レベルを与える源に接続されるＭ
    ＯＳ電界効果トランジスタを含む前記電荷注入装置。