JPH03123182A

JPH03123182A - 固体撮像装置

Info

Publication number: JPH03123182A
Application number: JP1260760A
Authority: JP
Inventors: Yukihiro Yamada; 幸宏山田; Yoshihito Higashitsutsumi; 良仁東堤
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1989-10-05
Filing date: 1989-10-05
Publication date: 1991-05-24

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】（イ）産業上の利用分野本発明は、ＣＯＤイメージセンサの如き固体撮像素子を
水平及び垂直方向に走査して画面単位で連続する映像信
号を得る固体撮像装置に関する。

（ロ）従来の技術第３図は従来の固体撮像装置の概略を示すブロック図で
ある。

ＣＯＤ固体撮像素子（１）は、行列配置された複数の受
光画素を備えており、この受光画素群に所望の映像を受
けることに依って映像パターンに応じた光電荷を各受光
画素に発生ずる。この光電荷は、クロック発生回路（２
）から供給される垂直転送りロック−７に依って垂直方
向に転送されると共に水平転送りロックφ、に依って１
ライン毎に水平方向に転送され、ＣＣＤ　（１）の出力
部で電圧値に変換されて映像信号Ｘ　（ｔ）となる。

一方、クロック発生回路（２）は、基準信号ＣＫから各
種信号を作成して各部に供給するもので、転送りロック
φ８．≠７の外に水平同期信号、垂直同期信号を基本と
する各種の同期信号５ＹＮＣ１及び後述する信号処理回
路（３）に与えるサンプリングパルスＳＰ１クランプパ
ルスＣＰ等を発生する。

ＣＣＤ　（１）から出力される映像信号Ｘ　（ｔ）は、
Ｃ０Ｄ（１）の出力部に於いて１画素毎の光電荷量が電
圧値に変換されて得られるもので、光電荷量に対応する
映像情報レベルと基準レベルとを繰り返す。そこで信号
処理回路（３）では、映像信号Ｘ　（ｔ）をＣＯＤ　（
１）の水平転送りロックφ８に同期するサンプリングパ
ルスＳＰに従ってサンプルホールドすることで映像情報
レベルを取り出している。そして、クランプパルスＣＰ
に従って映像信号Ｘ（１）を所定のタイミングでクラン
プすることで、映像信号Ｘ　（ｔ）の黒レベルが固定さ
れ、さらにガンマ補正、ゲイン調整等の処理が施され、
ビデオ信号Ｚ　（ｔ）として出力される。

（ハ）発明が解決しようとする課題上述の如き固体撮像装置のクロック発生回路（２）に於
いては、転送りロックφ。、φ７、サンブノングパルス
ＳＰ、クランプパルスＣＰ等が共通の基準クロックＣＫ
から作成され、この基準クロックＣＫの立上りのタイミ
ングに各部のデータの変化タイミングが設定される。例
えば転送りロック−８，φ７の立上りのタイミングやサ
ンプルホールドのホールドタイミングが基準クロックＣ
Ｋの立上りのタイミングに設定される。従って、第４図
に示すように基準クロックＣＫの立上りのタイミングで
、クロック発生回路（２）を駆動する３− 一４〜電源ＶＤＤ　　ｖｓｓに不均一なノイズが重畳する。こ
の基準クロックＣＫの立上りのタイミングには、信号処
理回路（３）での映像信号Ｘ　（ｔ）のサンプルホール
ドタイミング、即ちサンプリングパルスＳＰの立下りの
タイミングが設定されているため、信号処理回路（３）
に於ける映像信号Ｘ　（ｔ）のサンプルホールドの際に
ノイズも同時にサンプルホールドする虞れがある。さら
には、電源に発生するノイズに依りサンプリングパルス
ＳＰ自体が変動してホールド動作が安定して行なわれな
くなり、映像信号Ｘ　（ｔ）にゆらぎが発生する場合が
ある。

そこで本発明は、信号処理回路が電源に発生するノイズ
を取り込むことなく、映像信号にノイズが重畳するのを
防止することを目的とする。

（ニ）課題を解決するための手段本発明は上述の課題を解決するためになされたもので、
行列配置された複数の受光画素に映像を受け、映像パタ
ーンに応じた光電荷を各受光部に発生する固体撮像素子
、この固体撮像素子を所定期間毎に水平及び垂直方向に
走査して上記光電荷を転送出力し、映像情報レベルと基
準レベルとを繰り返す映像信号を得る駆動回路、上記映
像信号をＮ定の周期でサンプルホールドして映像情報レ
ベルを取り出すサンプルホールド回路、上記固体撮像素
子の水平及び垂直方向の走査タイミングを決定する同期
信号を基準信号から作成する第１の信号作成回路、上記
サンプルホールド回路のホールドタイミングを決定する
サンプリング信号を基準信号から作成する第２の信号作
成回路、を備え、第１及び第２の信号作成回路に共通で
且つ互いに反転する基準信号が与えられることを特徴と
する。

（ネ）作用本発明に依れば、第２の信号作成回路が第１の信号作成
回路に対して逆の位相で動作し、サンブノングクロック
の位相が反転するため、サンプルホールド回路のホール
ドタイミングが、電源ノイズの重畳する虞れのある基準
クロックの立上りのタイミングからずれる。従って、サ
ンプルホールド回路のホールドタイミングが電源ノイズ
の少ないタイミングに設定され、映像信号と共に電源ノ
イズをサンプルホールドすることがなくなる。

（へ）実施例本発明の一実施例を図面に従って説明する。

第１図は本発明固体撮像装置を示すブロック図であり、
第２図はその動作タイミング図である。

ＣＯＤ固体撮像素子（１０）は、第３図と同様に行列配
置された複数の受光画素に映像パターンに応じた光電荷
を発生し、クロック発生回路（１１）からの水平転送り
ロック＜Ｉｓ　８％垂直転送りロックφ７に依って光電
荷が転送出力されて映像信号Ｘ（１）を出力する。この
映像信号Ｘ　（ｔ）は、ＣＣＤ（１０）の出力端に設け
られた出力部に於いて、電荷量を電圧値に変換すること
に依って得られるもので、各受光画素から転送出力され
る光電荷が出力部の容量に一旦蓄積された後に１画素毎
にリセットされることで光電荷量に対応する映像情報レ
ベルと基準レベルとが繰り返される。従って、ＣＯＤ　
（１０）の出力部に供給されるリセットクロックφ３に
従って第２図に示すような映像信号Ｘ　（ｔ）が出力さ
れる。

クロック発生回路（１１）は、水平同期信号、垂直同期
信号等の各種同期信号５ＹＮＣ，及び垂直転送りロック
≠７等の主なりロックを発生する第１のクロック発生部
（ｌｌａ）とサンプリングパルスＳＰ。

、ＳＰ、及び水平転送りロックφ８等のサンプリング系
クロックを発生する第２のクロック発生部（１１ｂ）と
からなり、夫々共通の電源ＶＤＤ　　ｖｓｓに依って駆
動される。これらクロック発生部（１１ａ）（１１ｂ）
には、共通の基準クロックＣＫが供給され、このうち第
２のクロック発生部（ｕｂ）には基準クロックＧＫが反
転されて与えられる。従って、第２のクロック発生部（
ｌｌｂ）は、第１のクロック発生部（ｌｌａ）に対して
逆の位相で動作し、サンプリングパルスＳ　Ｐ　Ｉ、　
Ｓ　Ｐ　ｔを後述するサンプルホールド回路（１２ａ）
（１２ｂ）及び（１２ｃ）に与える。ｃ　ＣＤ　（１０
）から光電荷を転送出力させる水平転送りロック≠６は
、サンプルホールド回路（１２ａ）（１２ｂ）及び（１
２ｃ　）の動作、即ちサンプリングパルスＳＰ、、ＳＰ
、と同期する必要があるためリセットクロックφ３と７
− 共に第２のクロック発生部（ｌｌｂ）で作成される。

Ｃ　Ｏ　Ｄ　（１０）から出力される映像信号Ｘ　（ｔ
）は、サンプルホールド回路（１２ａ）及び（１２ｂ）
に夫々供給され、サンプリングクロックＳＰ．及びＳＰ
．に従って夫々のタイミングでサンプルホールドされる
。そして、サンプルホールド回路（１２ｂ）の出力がサ
ンプルホールド回路（１２ｃ）に供給され、サンプリン
グパルスＳＰ１に従ってサンプルホールド回路（１２ａ
）と同一のタイミングでサンプルホールドされる。Ｃ　
Ｏ　Ｄ　（１０）の出力部に於いては、光電荷を蓄積す
る容量がリセットクロックφ８に従いプリチャージ期間
Ｔ，で所定電位までブリチャージされ、続くブローティ
ング期間Ｔ，で一旦フローティング状態とされた後、デ
ィスチャージ期間ＴＤで光電荷量に従ってディスチャー
ジされる。そこで、映像信号Ｘ　（ｔ）のフローティン
グ期間ＴＦのレベルをサンプルホールド回路（１２ａ）
にホールドすると共に、同じくディスチャージ期間ＴＤ
の終端のレベルをサンプルホールド回路（１２ｂ）にホ
ールドし、両レベルの差を差動アンプ（１３）に依り出
力する。従って差動アンプ（１３）から出力される映像
信号Ｙ　（ｔ）は、ノイズ成分と映像情報成分とを含む
ディスチャージ期間ＴＤのレベルからノイズ成分のみを
示すブローティング期間Ｔ，のレベルが差引かれ、映像
信号Ｘ　（ｔ）に重畳するノイズ成分が除去される。

各サンプルホールド回路（１２ａ）（１２ｂ）及び（１
２ｃ）のホールドタイミング、即ちサンプリングパルス
ＳＰ，，ＳＰ．の立下りのタイミングは、基準クロック
ＣＫの立下りのタイミングに設定されており、基準クロ
ックＣＫの立上りのタイミングで発生する電源ノイズが
各サンプルホールド回路（１２ａ）（１２ｂ）及び（１
２ｃ）に取り込まれることはない。

ところで、基準クロックＣＫの立下りに於ても電源にノ
イズが重畳する虞れがあるが、基準クロックＣＫの立下
りに発生するノイズは、各タイミングで均一に発生ずる
ために、映像信号Ｙ　（ｔ）の差を取出すサンプルホー
ルド回路（１２ａ）（１２ｂ）及び（１２ｃ）により除
去される。

以上のように、ノイズの除去された映像信号Ｙ（１）は
、信号処理回路（１４）に供給されて第１のクロック発
生部（ｌｌａ）からのクランプパルスＣＰに従って黒レ
ベルがクランプされ、さらにペデスタルクリップ、ガン
マ補正等の信号処理が施きれてビデオ信号Ｚ　（ｔ）と
して出力される。このようにして得られるビデオ信号Ｚ
　（ｔ）は、映像信号Ｘ　（ｔ）に定常的に重畳する暗
電流等に依るノイズに加えて基準クロックＣＫの立上り
のタイミングに発生する電源ノイズも除去され、ＣＯＤ
　（１０）の受光画素に蓄積される光電荷量を忠実に示
すことになる。

上述の如きクロック発生回路（１１）は、信号処理回路
（１４）と共に同一の半導体基板上に集積化して設け、
共通の電源で駆動したとしても、サンプリングパルスｓ
ｐ、、ｓｐ、を作成する第２のクロック発生部（ｌｌｂ
）が第１のクロック発生部（ｌｌａ）に対して逆の位相
で動作するため、第１のクロック発生部（ｌｌａ）の動
作に同期して発生ずる電源ノイズは、サンプルホールド
回路（１２ａ　）　（１２ｂ　）及び（１２ｃ　）に取
り込まれることはない。従って、ワンチップ化に極めて
有効となり、装置の小型軽量化が望める。

（ト）発明の効果本発明に依れば、基準クロックに同期して発生する電源
ノイズをサンプルホールド回路に取り込むことなく映像
信号の処理を行うことができるため、映像信号にノイズ
が重畳するのを防止でき、再生画面に表われる電源ノイ
ズを除去できる。

さらに、クロック発生回路や信号処理回路等を同一基板
上に設けて共通電源で駆動しても、電源ノイズが映像信
号に重畳することがなくなるため、クロック発生回路、
信号処理回路等をワンチップ化して部品数の削減が図れ
、撮像装置の小型軽量化が望める。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明固体撮像装置の構成を示すブロック図、
第２図は第１図の動作タイミング図、第３図は従来の固
体撮像装置の構成を示すブロック図、第４図は主要クロ
ックと電源ノイズとの位相関係を示す図である。Ｉ１２− （１）（１０）・・・ＣＣＤ固体撮像素子、　（２＞（
１１）・・・クロック発生回路、　（ｌｌａ）・・・第
１のクロック発生部、　（ｌｌｂ）・・・第２のクロッ
ク発生部、　（１２ａ）（１２ｂ）（１２ｃ）・・・サ
ンプルホールド回路、　（１３）・・・差動アンプ、　
（１４）・・・信号処理回路。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）行列配置された複数の受光画素に映像を受けて映
像パターンに応じた光電荷を各受光画素に発生する固体
撮像素子、この固体撮像素子を所定期間毎に水平及び垂直方向に走
査して上記光電荷を転送出力し、映像情報レベルと基準
レベルとを繰り返す映像信号を得る駆動回路、上記映像信号を所定の周期でサンプルホールドして映像
情報レベルを取り出すサンプルホールド回路、上記固体撮像素子の水平及び垂直方向の走査タイミング
を決定する同期信号を基準信号から作成する第１の信号
作成回路、上記サンプルホールド回路のホールドタイミングを決定
するサンプリング信号を基準信号から作成する第２の信
号作成回路、を備え、上記第１及び第２の信号作成回路に共通で且つ
互いに反転する基準信号が与えられることを特徴とする
固体撮像装置。
（２）上記駆動回路が上記第１の信号作成回路と共通の
基準信号に従って動作することを特徴とする請求項第１
項記載の固体撮像装置。
（３）上記駆動回路を上記第１及び第２の信号作成回路
と共に同一の半導体基板上に構成して１チップの集積回
路素子とし、この素子の出力端子を上記固体撮像素子の
入力端子に対応付けたことを特徴とする請求項第１項記
載の固体撮像装置。