JPS58142568A - 固体撮像装置 - Google Patents

固体撮像装置

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Publication number
JPS58142568A
JPS58142568A JP57024618A JP2461882A JPS58142568A JP S58142568 A JPS58142568 A JP S58142568A JP 57024618 A JP57024618 A JP 57024618A JP 2461882 A JP2461882 A JP 2461882A JP S58142568 A JPS58142568 A JP S58142568A
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JP
Japan
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signal
period
read out
spiking
horizontal
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Pending
Application number
JP57024618A
Other languages
English (en)
Inventor
Masaru Noda
勝 野田
Iwao Ayutsuma
鮎妻 巌
Michio Masuda
増田 美智雄
Toshiro Kinugasa
敏郎 衣笠
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP57024618A priority Critical patent/JPS58142568A/ja
Publication of JPS58142568A publication Critical patent/JPS58142568A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/60—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
    • H04N25/67—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to fixed-pattern noise, e.g. non-uniformity of response

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

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】 本発明は、固体カラー撮像装置に係り、とくに、絵素数
を増加させることなく水平簿像度を高めることの可能な
固体撮俸素子と諌素子から得られる信号O処理回路に関
するもOである・ 一般に、MO8−4’CCDt使った園体撮儂素子は、
小形軽量、高信頼性など多くの長所を持つ反面、得られ
る解像度が、絵素数によつ℃支配されるために高解像度
o4oが作りにくいという欠点を持つ。受光面サイズを
一定にしたままで絵素数を増すことは直ちに、より黴細
な加工技術を要求することにつながり、素子O実現を困
難にする。
絵素数を増さないで解像度を向上させる一つの方法は、
第1図に示す如く、−行おきに絵素を水平方向に半ピツ
チだけずらして配列することである。これにより、たと
えば、絵素■と■or′&11o水平方向0画偉水平方
向0量偉情報絵素■が補間することになり、実効的に水
平方向のサンプリング周期が1/2に細密化されたこと
になり、水平解像度が向上する。
各絵素に付けられた■■■の記号は各受光素子C絵素)
に付けられた色フィルタ08@を示す。
色フィルタの種類としては、各種のもOが考え得るが、
−例として、■■■がそれぞれ透明(ト)。
黄色(Ye)、シアン(C’y)0場合について、各絵
素O信号の読み出し方を次に第2図により説明する。
同図において、11.12はそれぞれ垂直シフトレジス
タ、水平シフトレジスタ、13.1441それぞれ垂直
ゲート線、fl垂直信号線あり、15゜16はそれぞれ
垂直ゲー)MOSスイッチ、水平ゲー)MOSスイッチ
である。
あるフィールドでは、II直シフトレジスタ11により
、vl、v2ori直ゲート線が同時に選択され、選択
された行のフォトダイオード170信号が垂直信号線1
4に読み出される。そして、水平シフトレジスタ12に
より一一1.φH2,φmsト走査パルスを発生するこ
とにより順次水平ゲート開08スイツチがONして垂直
信号線14かも水平信号線1g、19.20にそれぞれ
W、Y・、Cyの信号が読み出される。同様に■3とV
4 * v、と■6と2行がペアとなって垂直走査が行
なわれ、次のフィールドでは■2とv3e V4とV、
と−行ずらした2行がペアとなって垂直走査が行なわれ
、インタレースがなされる。
ところで、各絵素の空間的位置と信号の読み出されるタ
イミングとの関係を詳細に見ると、例えば、v、 t 
Vg行が選択されている場合、−Hl0時刻にWとY・
の絵素が同時に読み出され次にφM雪の時刻ではCyと
W、φH3ではY・とCyがペアで順次読み出される。
これらの2絵素ずつのペアは半絵素ピッチだけ水平方向
にずれて配列されているにも拘わらず同時刻に読み出さ
れるから、こうして読み出された映倫信号は画像を正し
く表わしていない。水平シフトレジスタの段数を倍にし
、走査パルスφHD周期を1/!にして牛緻素ピッチず
れた絵素を独立に読み出せばこの問題は解決するが、水
平シフトレジスタの細密化かつ高速化は技術的に困難で
あり、上記のような2絵素同時読み出しはやむを得ない
。したがって、読み出し後の信号O処理による時間整列
が必要である。
第3図(a)は、第2図O撮儂素子で読み出された信号
のタイミングを示す。同図でTは水平ゲートスイッチの
開閉周期で、空間的にはL絵素ピッチに相当する・φH
1OタインングではWと同時にY・が読み出されるが、
このY・の信号は半絵素ピッチ、即ちT/2だけ遅鷺さ
れなければならない・同筒に他の信号についても斜線を
付した信号はT/2の避電が必要である。T/20遅鴬
の処理を施した後に得られる信号(w’、y・/ 、 
C,/)のタイミングを同図Φ)に示す。斜線を付した
信号が遅奄処理された信号である。
上記のような時間整列を行なう手段〇−例として第4図
に示す回路がある。同図において、第2図に示した撮僚
素子の出力信号を増幅器22で増幅した後、時間整列回
路23で上記O時間整列を行なう0時間整列回路23は
、MOa形撮像素子における固定バタン雑音と呼ばれる
雑音を除去するために考案された積分N路と呼ばれる(
9)路と同じ構成をとるため、時間整列機能と同時にい
わゆる積分機能を持つ。撮儂素子の出力信号W、Y・。
Cyは第3図(a)のタイミングで出力されるが、出方
波形は第5図のW 、 Ye 、 Cyに示すようにな
り、信号成分はスパイク雑音に乗った形になる。このス
パイク雑音は、水平ゲート開08スイツ?0ON−OF
Fによるものである。したがって、水平ゲ−)MOSス
イッチの特性バラツキにより例えば第5図のWに示すよ
うにスパイク雑音の大赦さがバラツキ、かつ上下のスパ
イク雑音が水平ゲートMO8スイッチoON期間だけ時
間的にずれるため上下のスパイク雑音の包結線は後続の
信号処理回路Oローパスフィルタでは除去し切れず、再
生画像で固定した縦すじとなって現われる。これが固定
バタン雑音である。
この固定バタン雑音を回路で除去する手段として、1回
の水平ゲートMOSスイッチ0ON−OFFによる上下
のスパイク雑音が等しいことに着目して、1絵素分の出
力波形を積分するのが積分回路であふ。第4図の積分コ
ンデンサ24でl絵素分O出力波形を積分して上下0ス
パイク雑音をキャンセルして、後に積分コンデンサ24
に蓄えられた信号分電荷を積分リセットパルスφW(φ
Yesφoy)のタイミングで読み取り、信号分のみを
W′(Y・′、Cy′)として第5図に示す如く得る。
以上が固定バタン雑音除去の機能であるが、積分された
信号成分の出力タイミングは積分リセットパルスφW(
φY、、φay)で制御できるので、φW、φYetφ
0アの位相を撮像素子の出力信号W、Y・、Cyに対し
て第5図のようにすると、所望の時間整列がなされたタ
イミングでw’、y・’、Cy’o出力信号が得られる
。
上記の時間整列の方法は、これを実施するに当り、次の
ような問題に画面する。それは、第3図および第5図に
示した撮像素子の出力信号波形図では、例えばWの場合
、φH3,φH番・・・に対応する時刻には波形が存在
しないように描かれているが、実際の撮像素子出力波形
を観測すると、第6図に示すようにこれらO時刻にも他
の時刻とさほど変らないくらいの量の信号成分を含まな
いスパイク雑音が存在する。前述O第2図の走査方法か
られかるように、φH1sφH・、・・・の時刻にON
する水平MOSスイッチはW信号線には−切つながって
おらず、本来なら同時刻にスパイク雑音が生じないはず
である。しかるに、前述Oよ5なスパイク?IEfるの
は、水平シフトレジスタの出力パルスが信号線にカップ
リングしているか、水平シフトレジスタを駆動するパル
スが信号線にカップリン“グしているなどが原因として
推定されるが、理由はともかく、実際問題としてかなり
の振幅のスパイクが混入している。
このような波形を前述の方法で積分し、第6vAOφW
のタイミングで積分リセットすると、問題とする信号成
分を含まないスパイク雑音の正の部分と負の部分が同一
の積分期間内に含まれず隣り合う二つの積分期間に分割
されて積分されることになり、q列後の信号W′は図示
の如く、スパイクに基づく正負のくり返しによる固定し
た交流成分を持ち、信号成分がこれに重畳された形にな
る。
固定した交流成分のくり返し周期は3Tと長く、−Hの
くり返し周波数を7.2 MHzにした場合に2.4M
)hであり映倫信号帯域内の妨害信号となる。
本発明の目的は、上記した従来技術の入点【柩り除き、
信号成分を含まないスパイク雑音に基づ(固定した交流
成分による妨害信号を発生しない時間整列回路を備えた
高解儂度固体撮像装置を提供することにある。
上記の目的を達成するために、本発明は、撮像素子の出
力信号波形を、水平方向に1絵素分を走査する時間間隔
(T)を周期して波形の積分をくり返すことにより信号
成分を含むスパイク雑音と含まないスパイク雑音の双方
についてそれぞれ正負のキャンセルを行なわしめ、その
緒果得られるスパイク雑音の除去された信号波形を3/
2 Tを周期として波形の積分と積分されて蓄えられた
信号電荷の読み取りとをくり返えして時間整列を行なう
ようにした。
以下、°本発明の実施例を第7図により説明する。
同図において、21は撮像素子でその構造は第2図で説
明したものと同一である。22はプリアンプ、30は固
定バタン雑音とスパイク維音除去用積分回路(スパイク
除去積分と称する)、40は時間整列用積分回路(時間
整列積分と称する。)である0φ■はスパイク除去積分
のリセットノ(ルスで周期はTである。φW、φY・、
φOyは時間整列積分のリセットパルスで周期は3/!
Tで、相互に120度の位相差をもつ3相パルスである
。
これらのパルスと信号波形0タイミングチヤートを第8
図に示す。まず、W信号チャンネルを例にして本実施例
の動作を説明する。第8図@に示すW信号波形をT周期
で積分し、■に示すφIのタイミングで積分された信号
電荷を読み出すと6に示すW’0信号が得られる。積分
により、■のW信号波形O正負一対のスパイク雑音が消
去されWには信号成分のみが残る。のに示すφM(水平
走査パルス)のφHs、φH6,・・・Oタイミングに
存在したW信号波形中の信号成分を含まないスパイク雑
音ももちろん消去されている。
次に、このスパイク雑音の消去された信号波形W′を3
/2 T周期で積分し、■に示すφWのタイミングで積
分された信号電荷を読み出すと■にボすWO信号が得ら
れる。撮偉素子O各絵素に対応して各信号波形にWl、
 ws 、 Ws ・・・やWrtWzやW、 、 w
2 ・・・などOように番号を付けると、WやW′では
不勢時間間隔で信号が存在したOに対し、Wでは等間隔
となっている。これは、3/2T周期の積分によりw2
.w4などがwl、w3などに対して相対的に半絵素ピ
ンチだけの遅延を受けたことによるものであり、これで
第3図や第5vAで説明した時間整列が達成されたこと
になるの Y・信号やCy部信号ついては、時間整列積分のリセッ
トパルス(φY、、φay)0位相を120度ずつずら
した位相(■、[相]参照)に設定することにより、W
信号の場合と同様にスパイク雑音が除去されかつ時間整
列された信号Y・′、Cy“か得られる。
本実施例におけるスパイク除去積分回路30と時間整列
積分回路40の具体的(ロ)路側をW信号チャンネルを
例にして第9図に示す。
第9図において、32はスパイク除去のための積分コン
デンサ、35は時間整列のための積分コンデンサである
。33と36はそれぞれの積分リセットのためのMOS
スイッチである。φlのタイミンクでMOSスイッチ3
3がONすると積分コンデンサ32に蓄えられ℃いた信
号電荷がバッファトランジスタ34を介して時間整列積
分の積分コンデンサ35に転送され、一時ここに蓄えら
れる。そして、φWのタイミングでMOSスイッチ36
がONした時に一時蓄えられていた信号電荷が負荷抵抗
37を流れ、その雨漏に信号電圧として所望のタイミン
グで取り出せる。以上の動作により、スパイク雑音の除
去と時間整列の両方の機能が達成される。
以上説明したように、本発明によれば、まず、T周期の
積分によりスパイク雑音を除去した後に3/2T周期の
積分による時間整列を行なうので、スパイク雑音に基づ
く固定した交流成分の妨害信号を発生することなく時間
整列ができ、高解儂度な固体撮像装置を実現できるとい
う効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は高解儂度固体撮偉素子における絵素配列を示す
説明図、第2図は前記撮像素子の構造説明図、第3図(
a)は第2図の撮像素子で読み出された信号のタイミン
グチャート、第3図伽)は同信号の−Sを半絵素ピッチ
だけ遅延した場合のタイきングチャート、第4図は、従
来の時間整列回路を示す回路図、第5図は第4図におけ
る各部信号のタイミングチャート、第6図は実際に観測
される撮像素子用・力波形のタイミングチャート、第7
図は本発明の一実施例を示すブロック図、第8図は第7
図における各部信号のタイミングチャート、tiIJ9
図は第7図における積分細路30および4゜の具体的回
路例を示す回路図、である。 符号説明 11・・・・・・画直シフトレジスタ、12・・・田水
平シフトレジスタ、13・・・・・・垂直ゲー)ill
l、14・・・・・・泰直信−jjfI!、15・・・
・・・垂直ゲートMOSスイッチ、16・・・・・・水
平ゲー)MOSスイッチ、17・・・・・・フォトダイ
オード、21・・・・・・撮像素子、22・・・・・・
プリアンプ、30・・・・・・スパイク除去用積分回路
、32・・・・・・スパイ/[−用コンデンサ、33,
36・・曲MOSスイッチ、34・・間バッファトラン
ジスタ、35・・・・・・時間整列用コンデンサ、37
・・・・・・負荷抵抗、40・叩・時間整列用積分−路 、代理人 弁理士 並 木 昭 夫 第1図 第2図 第3図 ユ 第5図 T c昼CyICy2    (y3 第6図 第7図 第8図 ■ψ・y             −第9図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)複数種@e分光特性を有する光電変換部と、該光電
    変換部に蓄積した電荷を順次読み出す走査部とからなり
    、上記光電変換部では複数種110分光特性を有する絵
    素が水平方向にくり返し配列され、水平方向の配列周期
    の半分だけ水平方向にずれた絵素配置が′垂直方向にく
    り返され、上記走査部では分光特性0111II別に設
    けた出力線に分光特性0種類別に電荷を読み出すように
    した一体操像素子と; 上記園体操像素子から得られる信号を上記走査部が水平
    方向にl絵素を走査する0に畳する時間■を周期として
    積分して正負一対のスパイク雑音を消去するスパイク除
    去積分−路と;上記スパイク除去積分回路から得られる
    信号を3/2Tを周期として積分するt時間差列積分回
    路と; を具備して成ることt特徴とする園体操像装置・
JP57024618A 1982-02-19 1982-02-19 固体撮像装置 Pending JPS58142568A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57024618A JPS58142568A (ja) 1982-02-19 1982-02-19 固体撮像装置

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JP57024618A JPS58142568A (ja) 1982-02-19 1982-02-19 固体撮像装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS58142568A true JPS58142568A (ja) 1983-08-24

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ID=12143128

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP57024618A Pending JPS58142568A (ja) 1982-02-19 1982-02-19 固体撮像装置

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JP (1) JPS58142568A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6286979A (ja) * 1985-10-12 1987-04-21 Sony Corp 信号積分形プリアンプ

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6286979A (ja) * 1985-10-12 1987-04-21 Sony Corp 信号積分形プリアンプ

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