JPS5922484A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
- Publication number
- JPS5922484A JPS5922484A JP57130306A JP13030682A JPS5922484A JP S5922484 A JPS5922484 A JP S5922484A JP 57130306 A JP57130306 A JP 57130306A JP 13030682 A JP13030682 A JP 13030682A JP S5922484 A JPS5922484 A JP S5922484A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- charge
- phase
- channel
- read
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (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。
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、受光部にホトダイオードアレーを設け、読み
出し用水平レジスタとして電荷移送素子ＣＴＤを設けた
２次元固体撮像装置に関するものである。
出し用水平レジスタとして電荷移送素子ＣＴＤを設けた
２次元固体撮像装置に関するものである。
第１図は、受光部にダイオードアレーを、読み出しレジ
スタにＣＴＤを設げたホトセンサの１例を示すものであ
る。
スタにＣＴＤを設げたホトセンサの１例を示すものであ
る。
図中、１はホトダイオード、２は垂直スイッチＭＯ８）
ランジスタ、３は垂直走査回路、４は垂直信号線、５（
５’） 、 １１ （１１’） 、６（６’）はゲート
ＭＯ８）ランジスタ、７（７つは出力アンプ、８（８’
）は水平レジスタとしてのＣＴＤ、９（９つはＣＴＤの
入力部であり、１０（１０つはプルーミング抑圧回路で
ある。普通、ＣＴＤｓ（ｓ’）は２相、３相もしくは擬
似４相で駆動される。水平走査期間中に垂直信号線４に
蓄積された、プルーミングや垂直スメアなどの擬似信号
を、水平ブランキング期間の最初にゲート５と１１およ
び１０を通して外部に掃き出す。その後、第１図■で示
した横−行の画素が選択され、−桁分の信号は一括して
上方の■チャネルのＣＴＤレジスタ８に移送され、それ
ぞれのメモリ部にストアされる。
ランジスタ、３は垂直走査回路、４は垂直信号線、５（
５’） 、 １１ （１１’） 、６（６’）はゲート
ＭＯ８）ランジスタ、７（７つは出力アンプ、８（８’
）は水平レジスタとしてのＣＴＤ、９（９つはＣＴＤの
入力部であり、１０（１０つはプルーミング抑圧回路で
ある。普通、ＣＴＤｓ（ｓ’）は２相、３相もしくは擬
似４相で駆動される。水平走査期間中に垂直信号線４に
蓄積された、プルーミングや垂直スメアなどの擬似信号
を、水平ブランキング期間の最初にゲート５と１１およ
び１０を通して外部に掃き出す。その後、第１図■で示
した横−行の画素が選択され、−桁分の信号は一括して
上方の■チャネルのＣＴＤレジスタ８に移送され、それ
ぞれのメモリ部にストアされる。
以上の動作を水平ブランキング期間の前半に行ない、後
半（↓同様に第１図下方の■チャネルのＣＴＤレジスタ
に図中■で示したホトダイオードの横−桁分の信号を移
送しストアする。水平走査期間はゲート６．６′をｏｆ
ｆとし、ＣＴＤを駆動して出力アンプ７．７′から２ラ
インの信号が同時に読み出される。２ラインの信号を同
時に読み出すのは、単板カラーセンサとしての画像の解
像度を向上させるためである。
半（↓同様に第１図下方の■チャネルのＣＴＤレジスタ
に図中■で示したホトダイオードの横−桁分の信号を移
送しストアする。水平走査期間はゲート６．６′をｏｆ
ｆとし、ＣＴＤを駆動して出力アンプ７．７′から２ラ
インの信号が同時に読み出される。２ラインの信号を同
時に読み出すのは、単板カラーセンサとしての画像の解
像度を向上させるためである。
以上の従来の撮像装置では以下に示す問題点がある。■
チャネルＣＴＤからバイアス電荷ＱＢＣを垂直信号線４
におくりこみ、４上の信号電荷Ｑｓｉｇと擬似信号電荷
Ｑｆを、ＱＢＣとともに■チャネルＣＴＤに読み出すと
き、■チャネルＣＴＤに読み出される電荷をＱ（ＴＤと
すると Ｑｃｍ＝Ｑｓｉｇ＋Ｑｎｃ （αｓＱ ＢＣ＋Ｑ ｓ
ｉｇ ） （１−α２）十α２Ｑｆめ、各垂直信号線ご
とにα１α２がばらつくことにより固定パターン雑音（
以降ＦＰＮと略す）が生ずる。
チャネルＣＴＤからバイアス電荷ＱＢＣを垂直信号線４
におくりこみ、４上の信号電荷Ｑｓｉｇと擬似信号電荷
Ｑｆを、ＱＢＣとともに■チャネルＣＴＤに読み出すと
き、■チャネルＣＴＤに読み出される電荷をＱ（ＴＤと
すると Ｑｃｍ＝Ｑｓｉｇ＋Ｑｎｃ （αｓＱ ＢＣ＋Ｑ ｓ
ｉｇ ） （１−α２）十α２Ｑｆめ、各垂直信号線ご
とにα１α２がばらつくことにより固定パターン雑音（
以降ＦＰＮと略す）が生ずる。
つまり従来の撮像装置では、スミア・ブルーミングは掃
き出しを行なうことにより抑圧されるが、移送特性の不
完全性のために掃き出しによりて％ＦＰＮが発生する。
き出しを行なうことにより抑圧されるが、移送特性の不
完全性のために掃き出しによりて％ＦＰＮが発生する。
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくして、
ＦＰＮ・スミア・、ブルーミングを共に抑圧しうる高画
質高感度の２次元固体撮像装置を提供することにある。
ＦＰＮ・スミア・、ブルーミングを共に抑圧しうる高画
質高感度の２次元固体撮像装置を提供することにある。
第１図の従来例において、信号読み出し用ＣＴＤを１本
にし、かつ擬似信号掃き出しを行なわないようにすれば
、ｎ回目の水平ブランキング期間における読み出しにお
いて、ＣＴＤに読み出される電荷Ｑｃｒｎは、Ｑｓｉｇ
＝一定とすれば、ＱｃｒＤ＝Ｑｓｉｇ ＋ＱＢｃ−（（
αＩＱＢｃ ＋Ｑｓｉｇ Ｘ １−α２）十αｔＱｆ）
（１−α２）ｎ−１−＋２）ｎ→十分大のとき ＱＣＴＤ ＝Ｑｓｉｇ ＋ＱＢＣ−（３）となり、α１
が１、αｔｚ１でなくとも、また各垂直信号線でα、α
２がばらついても、ＦＰＮは発生しないことになる。
にし、かつ擬似信号掃き出しを行なわないようにすれば
、ｎ回目の水平ブランキング期間における読み出しにお
いて、ＣＴＤに読み出される電荷Ｑｃｒｎは、Ｑｓｉｇ
＝一定とすれば、ＱｃｒＤ＝Ｑｓｉｇ ＋ＱＢｃ−（（
αＩＱＢｃ ＋Ｑｓｉｇ Ｘ １−α２）十αｔＱｆ）
（１−α２）ｎ−１−＋２）ｎ→十分大のとき ＱＣＴＤ ＝Ｑｓｉｇ ＋ＱＢＣ−（３）となり、α１
が１、αｔｚ１でなくとも、また各垂直信号線でα、α
２がばらついても、ＦＰＮは発生しないことになる。
これは、各垂直信号線に残される電荷Ｑｎが、垂直信号
線からｅＴＤへのパスが閉じていることにより、次式に
示すように各垂直信号線ごとに平衡に達するためである
。
線からｅＴＤへのパスが閉じていることにより、次式に
示すように各垂直信号線ごとに平衡に達するためである
。
（１−α２） ｎ−１−（４）
ｎ→十分大のとき
次に、スミア・ブルーミング電荷を、もう一方のＣＴＤ
に、垂直信号線外に取り出さず、つまり非破壊で、読み
出して、信号処理時に信号から差し引くようにすれば、
掃き出しを行なわなくても一スミア・ブルーミングを抑
圧することができる。
に、垂直信号線外に取り出さず、つまり非破壊で、読み
出して、信号処理時に信号から差し引くようにすれば、
掃き出しを行なわなくても一スミア・ブルーミングを抑
圧することができる。
以下、本発明の実施例を第２図以下で説明する。亀２図
は本発明の一実施例を示す図であり、第３図は、そのタ
イミーングを示す図である。
は本発明の一実施例を示す図であり、第３図は、そのタ
イミーングを示す図である。
第２図において１〜４．６〜９は第１図と同じであり、
１３．１４は擬似信号読み出し用ンースホロアのＭＯＳ
）ランジスタである。
１３．１４は擬似信号読み出し用ンースホロアのＭＯＳ
）ランジスタである。
また、上下に配したＣＴＤはいずれも６相の埋め込み電
荷移送素子ＢＣ［（Ｂｕｌｋ Ｃｈａｒｇｅ−ｔｒａｎ
ｓｔｅｒＤｅｖｉｃｅ ）である。これは、３相ＢＣＤ
の３相のうち２つの相に、別個の２信号を蓄積し移送す
るもので一本のＢｅＤであるにもかかわらず２画素から
の信号を同時に読み出し、高解像度を得るものである。
荷移送素子ＢＣ［（Ｂｕｌｋ Ｃｈａｒｇｅ−ｔｒａｎ
ｓｔｅｒＤｅｖｉｃｅ ）である。これは、３相ＢＣＤ
の３相のうち２つの相に、別個の２信号を蓄積し移送す
るもので一本のＢｅＤであるにもかかわらず２画素から
の信号を同時に読み出し、高解像度を得るものである。
以下、動作の簡単な説明を行なう。
まず、水平ブランキング期間のはじめに、スミア・ブル
ーミング等の擬似信号をＭＯＳ）ランジスタロをオフし
てソースホロア１５，１４により■チャネル３相ＢＣＤ
の１相目に読み込む。（第３図１＋） 次に、ａ列のフォトダイオードに蓄積された信号電荷を
■チャネルＢＣＤのバイアス電荷をもちいて■チャネル
ＢＣＤの１相目に読み込む（１２１，１，）。次に同様
にして６列の信号電荷を■チャネルＢＣＤの２相目に読
み込む（１，１６１，）。
ーミング等の擬似信号をＭＯＳ）ランジスタロをオフし
てソースホロア１５，１４により■チャネル３相ＢＣＤ
の１相目に読み込む。（第３図１＋） 次に、ａ列のフォトダイオードに蓄積された信号電荷を
■チャネルＢＣＤのバイアス電荷をもちいて■チャネル
ＢＣＤの１相目に読み込む（１２１，１，）。次に同様
にして６列の信号電荷を■チャネルＢＣＤの２相目に読
み込む（１，１６１，）。
次に、各垂直信号線にたまった電荷Ｑｎのばらつきと各
列のソースホロアのゲインのばらつきに帰因するＦ Ｐ
Ｎをソースホロア１６．１４を通して■チャネルＢＣ
Ｄの２相目に読み込む（ｔ８）。
列のソースホロアのゲインのばらつきに帰因するＦ Ｐ
Ｎをソースホロア１６．１４を通して■チャネルＢＣ
Ｄの２相目に読み込む（ｔ８）。
これらの信号を水平走査期間にＢＣＤを駆動することに
よりｊ−次読み出す。次に■チャネルの１相目の信号と
２相目の信号を差し引くことにより、スミア・プルーミ
ング信号を取り出すことができる。
よりｊ−次読み出す。次に■チャネルの１相目の信号と
２相目の信号を差し引くことにより、スミア・プルーミ
ング信号を取り出すことができる。
一方、５列、ｂ列から読み出される信号はスミア・プル
ーミング信号は含むが、ＦＰＮは抑圧されている。
ーミング信号は含むが、ＦＰＮは抑圧されている。
ゆえに■チャネルＢＣＤから得たスミア・プルーミング
信号な■チャネルＢＣＤから取り出したａ列、ｂ列の信
号からおのおのＫａ倍、Ｋｂ倍して差し引くことにより
スミア・プルーミング・ＦＰＮのない信号を得ることが
できる。
信号な■チャネルＢＣＤから取り出したａ列、ｂ列の信
号からおのおのＫａ倍、Ｋｂ倍して差し引くことにより
スミア・プルーミング・ＦＰＮのない信号を得ることが
できる。
率およびソースホロアのゲインによって定まる定数であ
りＫ ａ ＞Ｋ ｂである。
りＫ ａ ＞Ｋ ｂである。
本発明により以上に述べたように特性の大幅な改良が見
込まれる。
込まれる。
またＣＴＤと垂直信号線の間の移送特性により生ずる混
色が問題となる場合には、第４図、第５図のようにして
移送特性を改良することにより解決することができる。
色が問題となる場合には、第４図、第５図のようにして
移送特性を改良することにより解決することができる。
第４図は信号読み出しの移送特性を改善するために内部
バイアスを用いる例であり１〜４．６〜９．１３〜１４
は第２図と同じ、５は第１図と同じであり、１５は内部
バイアス用容量である。
バイアスを用いる例であり１〜４．６〜９．１３〜１４
は第２図と同じ、５は第１図と同じであり、１５は内部
バイアス用容量である。
第４図で、垂直信号線上の信号を読み取る場合、次のよ
うに行なう。まず、ＭＯＳ）ランジスタ５をオン、ＭＯ
Ｓトランジスタ６をオフにして容量１５からの内部バイ
アスを垂直信号線４に送り、そしてこの信号線４上の信
号電荷とともに容量１５にもどし、そののちにＭＯＳ）
ランジスタ５をオフ、ＭＯＳトランジスタ６をオンにし
てＢＣＤのバイアスチャージとともに信号電荷をＢＣＤ
に読み込む。
うに行なう。まず、ＭＯＳ）ランジスタ５をオン、ＭＯ
Ｓトランジスタ６をオフにして容量１５からの内部バイ
アスを垂直信号線４に送り、そしてこの信号線４上の信
号電荷とともに容量１５にもどし、そののちにＭＯＳ）
ランジスタ５をオフ、ＭＯＳトランジスタ６をオンにし
てＢＣＤのバイアスチャージとともに信号電荷をＢＣＤ
に読み込む。
この場合、容量１５の内部バイアスは、外部にもれ出る
ことはなく、また垂直信号線４から容量１５への移送特
性は大きな内部バイアスを使うことにより改善され、容
量１５からＢＣＤへの移送特性はＢＣＤの容量の方が大
きいため改善されることになる。
ことはなく、また垂直信号線４から容量１５への移送特
性は大きな内部バイアスを使うことにより改善され、容
量１５からＢＣＤへの移送特性はＢＣＤの容量の方が大
きいため改善されることになる。
第５図は信号読み出しの移送特性を改善するためにイン
バータを用いる例であり、１〜４．６〜９．１３〜１４
は第２図と同じもので、ζ１６はインバータ回路である
。
バータを用いる例であり、１〜４．６〜９．１３〜１４
は第２図と同じもので、ζ１６はインバータ回路である
。
これはトランジスタ６の移送特性を加速転送用インバー
タ回路１６によって改善しようというものである。
タ回路１６によって改善しようというものである。
また、ランダム雑音については、第６図に示すように、
■チャネルＢＣＤの出力をＡ／Ｄ変換し加算平均してか
ら演算を行なうようにすれば■チャネルＢＣＤを使うこ
とによって増加するランダム雑音を抑圧することができ
る。
■チャネルＢＣＤの出力をＡ／Ｄ変換し加算平均してか
ら演算を行なうようにすれば■チャネルＢＣＤを使うこ
とによって増加するランダム雑音を抑圧することができ
る。
また、ソースホロアによって消費される電力はソースホ
ロアの電源を、水平走査期間および水平ブランキング期
間の一定期間（第３図ダ７参照）、オフすることにより
、セーブすることができる。
ロアの電源を、水平走査期間および水平ブランキング期
間の一定期間（第３図ダ７参照）、オフすることにより
、セーブすることができる。
本発明によれば、垂直信号線・ＣＴＤ間の移送特性によ
らずＦＰＮを抑圧でき、またスミア・ブルーミングも信
号処理時の演算により消去できるので、高画質の撮像装
置を得ることができる。
らずＦＰＮを抑圧でき、またスミア・ブルーミングも信
号処理時の演算により消去できるので、高画質の撮像装
置を得ることができる。
第１図は従来のホトセンサの例を示す回路図、第２図お
よび第４図〜第６図は本発明の実施例を示す回路図、第
６図は動作説明のためのタイミングチャートである。 １：ホトダイオード、２：垂直トランジスタ、３：垂直
走査回路、 ４：垂直信号線、５．６．１１：転送ト
ランジスタ、 ７：ＢＣＤ出力、 ｓ ： ＢＣＤ。 ９：ＢＣＤ入力、 １０：ブルーミング・スミア掃き出しトランジスタ、 １３．１４：ソースホロア用トランジスタ、１５：内部
バイアス用容量、 １６：インバータ回路、１７：撮像装置、１８：Ａ／Ｄ
変換器、 １９：メモリ、２０：ふりわけ回路、 ２
１：差動アンプ、２２：マトリクス。 地株式会社日立製作所中央研究 所内 地株式会社日立製作所中央研究 所内 ５０１−
よび第４図〜第６図は本発明の実施例を示す回路図、第
６図は動作説明のためのタイミングチャートである。 １：ホトダイオード、２：垂直トランジスタ、３：垂直
走査回路、 ４：垂直信号線、５．６．１１：転送ト
ランジスタ、 ７：ＢＣＤ出力、 ｓ ： ＢＣＤ。 ９：ＢＣＤ入力、 １０：ブルーミング・スミア掃き出しトランジスタ、 １３．１４：ソースホロア用トランジスタ、１５：内部
バイアス用容量、 １６：インバータ回路、１７：撮像装置、１８：Ａ／Ｄ
変換器、 １９：メモリ、２０：ふりわけ回路、 ２
１：差動アンプ、２２：マトリクス。 地株式会社日立製作所中央研究 所内 地株式会社日立製作所中央研究 所内 ５０１−
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、 水平ブランキング期間で、水平レジスタであるＣ
Ｔ Ｄ （Ｃｈａｒｇｅ Ｔｒａｎｓｔｅｒ Ｄｅｖ
ｉｃｅ ） ｉＣ垂直信号線上の信号電荷を読み出し、
水平走査期間中はＣＴＤを駆動して信号読み出しを行な
う固体撮像装置において、もう一本のＣＴＤを設け、そ
のＣＴＤに垂直信号線上の擬似信号電荷を垂直信号線外
に取り出さずに非破壊で読み出す手段を設けることを特
徴とした固体撮像装置。 ２、特許請求の囲第１項記載の装置において、上記２本
のＣＴＤがともに３相ＣＣＤ （ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐ
ｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ ）であり、信号にライては２ラ
イン同時読み出しを行ない、擬似信号については、信号
読み出し期間の前後２回の読み出しを行なうことを特徴
とする固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57130306A JPS5922484A (ja) | 1982-07-28 | 1982-07-28 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57130306A JPS5922484A (ja) | 1982-07-28 | 1982-07-28 | 固体撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5922484A true JPS5922484A (ja) | 1984-02-04 |
Family
ID=15031163
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57130306A Pending JPS5922484A (ja) | 1982-07-28 | 1982-07-28 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5922484A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6379522A (ja) * | 1986-03-25 | 1988-04-09 | ダイアトップ株式会社 | コ−ド型草刈機用の刈刃装置 |
| US5222301A (en) * | 1990-11-16 | 1993-06-29 | Diatop Corporation | Cutting head for a cord type mower |
| US5311665A (en) * | 1990-11-16 | 1994-05-17 | Diatop Corporation | Cutting head for a cord type mower |
-
1982
- 1982-07-28 JP JP57130306A patent/JPS5922484A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6379522A (ja) * | 1986-03-25 | 1988-04-09 | ダイアトップ株式会社 | コ−ド型草刈機用の刈刃装置 |
| US5222301A (en) * | 1990-11-16 | 1993-06-29 | Diatop Corporation | Cutting head for a cord type mower |
| US5293691A (en) * | 1990-11-16 | 1994-03-15 | Diatop Corporation | Cutting head for a cord type mower |
| US5293692A (en) * | 1990-11-16 | 1994-03-15 | Diatop Corporation | Cutting head for a cord type mower |
| US5295306A (en) * | 1990-11-16 | 1994-03-22 | Diatop Corporation | Cutting head for a cord type mower |
| US5311665A (en) * | 1990-11-16 | 1994-05-17 | Diatop Corporation | Cutting head for a cord type mower |
| US5522141A (en) * | 1990-11-16 | 1996-06-04 | Diatop Corporation | Cutting head for a cord type mower |
| US5522140A (en) * | 1990-11-16 | 1996-06-04 | Diatop Corporation | Cutting head for a cord type mower |
| US5526572A (en) * | 1990-11-16 | 1996-06-18 | Diatop Corporation | Cutting head for a cord type mower |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7050094B2 (en) | Wide dynamic range operation for CMOS sensor with freeze-frame shutter | |
| CN1732681B (zh) | 固态成像器件 | |
| US4581539A (en) | Solid-state image sensor | |
| JPH0118629B2 (ja) | ||
| US6441851B1 (en) | Solid state image pickup device, signal processing method and camera therefor | |
| US5517244A (en) | Charge-coupled imaging device camera provided with such an imaging device | |
| JPH1098175A (ja) | Ｍｏｓ型固体撮像装置及びその駆動方法 | |
| JPH0377715B2 (ja) | ||
| JPS60187187A (ja) | 固体撮像装置およびその駆動方法 | |
| JPS5922484A (ja) | 固体撮像装置 | |
| JPH0698081A (ja) | 固体撮像素子 | |
| JPS58111579A (ja) | 固体撮像装置 | |
| JPH0834564B2 (ja) | 固体撮像装置およびその駆動方法 | |
| JP2988557B2 (ja) | 固体撮像装置及びそれを用いたカメラ装置 | |
| JPH0150156B2 (ja) | ||
| Sadashige | SMPTE Tutorial Paper: An Overview of Solid-State Sensor Technology | |
| JPS58157262A (ja) | 固体撮像装置 | |
| Horii et al. | A new configuration of CCD imager with a very low smear level—FIT-CCD imager | |
| JP2829881B2 (ja) | 固体撮像装置 | |
| JP2662444B2 (ja) | 固体撮像装置およびその駆動方法 | |
| JPH0548976A (ja) | 固体撮像素子の駆動方法 | |
| Willems et al. | High-speed VGA resolution CMOS image sensor with global shutter | |
| JPS6258593B2 (ja) | ||
| JPS60160661A (ja) | 固体撮像装置 | |
| JPS61157188A (ja) | 固体撮像装置 |