JPS62115978A - Ｃｃｄの信号読出し回路 - 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、固体逼像素子においてフローティングディフ
ュージョン型出力回路を有するＣＣＤの信号続出し回路
に関する。

〔従来技術〕

フローティングディフュージョン型出力回路によるＣＣ
Ｄの信号続出し方式は、フローティングディフュージョ
ンの出力ダイオードをリセットする際に雑音が生じると
いう欠点を有する。しかしこの欠点は相関２重サンプリ
ング法を用いることにより解消できる。この方式では原
則的にクロック周期は４つの時間間隔に分割される。ま
ず第１の期間中に出力ダイオードの電位をリセットする
。

それから第２の期間中に続出し増幅器の入力電位を一定
値にクランプする。第３の期間中に信号電荷が続出し増
幅器の入力回路に流入するので、第４の期間中にこの信
号電荷をサンプルし、かつ次のクロック周期の第４の期
間までホールドし、これを信号出力として取出す。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この方式は、それ自体価れたものであるが、１つのクロ
ック周期を４分割するので、回路は極めて高速度で動作
しなければならない。特に第２の期間中のクランプを行
うパルスは、幅の狭いパルスを高いタイミング精度で発
生しなｌすればならない。例えば水平４００垂直５００
の画素を有するＴＶカメラ用ＣＯＤの場合、１クロック
周期はほぼ１４０ｎｓであり、クランプパルスの幅はほ
ぼ３５ｎｓとなる。

ＣＣＤ　イメージセンサの高画質化に伴い、水平８００
の画素のイメージセンサも製造可能であるが、この場合
に同方式を適用すれば、クランプパルスの幅は１７．５
ｎｓとなり、このことは極めて実現困難である。すなわ
ち相関２重サンプリング法は、ＣＣＤイメージセンサの
高画質化の傾向に適合しない。

それ故に本発明の目的は、高速かつ高精度のパルスを必
要とすることなく、フローティングディフュージョン型
出力回路を有するＣＣＯの信号続出しが可能な回路を提
供することにある。

〔問題点を解決するための手段および作用］本発明によ
ればこの目的は次のようにして達成される。すなわちｃ
ｃＤ出力回路の後に、ＣＣＤ転送クロック周波数ｆｓの
ほぼ０．５倍より低い周波数成分をしゃ断する第１のフ
ィルタ、整流回路、およびＣＣＤ転送クロック周波数ｆ
ｓのほぼ０．５倍より高い周波数成分をしゃ断する第２
のフィルタを順に接続し、第２のフィルタの出力側から
信号出力を取出す。

従来の相関２重サンプリング法によれば、フローティン
グディフュージョン型出力回路を介してを出したＣＣＤ
出力信号は、時間軸上で操作されるものと考える゛こと
ができる。すなわちリセット期間と信号期間の雑音に相
関があることを利用して、リセットレベルと信号レベル
の差信号をサンプルホールドするということが基本的な
動作である。

しかし本発明による信号読取り回路は、基本的には周波
数軸上の操作によって有効信号を取出すものである。雑
音成分のしゃ断は、まず第１のフィルタによって行われ
る。この第１のフィルタは、ＣＣＤ転送クロックｆｓの
０．５倍より低い周波数成分をしゃ断するバンドパスフ
ィルタまたはハイパスフィルタである。なぜならこのＤ
Ｃ〜０．５ｆｓの間の帯域に、主として雑音成分が含ま
れると考えられるからである。０．５ｆｓ〜１．５ｆｓ
　の帯域には、雑音成分を含まない有効信号が含まれて
いる。この帯域の信号は有効信号を含むとはいえ、いわ
ばｆｓの搬送波で変調された有効信号の形をしているの
で、整流しかつローパスフィルタを通すことにより、Ｄ
Ｃ＝０．５ｆｓの帯域のいわゆるベースバンド信号に変
換する必要がある。この復調操作によって初めの画像信
号が復元される。

本発明によるＣＣＤの信号続出し回路によれば、高速か
つ高精度のパルスを用いることなく、簡単なフィルタと
整流回路によって、リセット雑音ならびに出力増幅器の
１／ｆ雑音を除去した画像信号を正確に読出すことがで
きる。

〔実施例） 本発明の実施例を以下図面によって説明する。

第１図は、本発明によるＣＣＤ信号続出し回路のブロッ
ク図である。フローティングディフュージョン型出力回
路の出力信号は、入力端子４１から第１のフィルタ１に
入力される。第１図の実施例では第１のフィルタｌは、
ＣＣＤ転送クロックの周波数ｆｓのほぼ０．５倍から１
．５倍まで、の通過帯域を有するバンドパスフィルタか
ら成るが、このフィルタ１は、０．５ｆｓ以下の周波数
成分をしゃ断面するハイパスフィルタでもよい。第１の
フィルタ１の入力信号４１と出力信号４２は、第２図に
同じ＜４１および４２で示されている。第１のフィルタ
ｌの出力信号４２は、全波整流器２によって復調される
。復調された信号４３は、第２のフィルタ３、すなわち
ローパスフィルタ３によって平滑化される。第２のフィ
ルタ３の入力信号４３と出力信号４４は、同じく第２図
に４３および４４で示されている。

第３図ａは、フローティングディフュージョン型出力回
路の出力信号４１の周波数スペクトル分布を示している
。出力信号４１は、有効情報をＤＣ〜０．５ｆｓ　の範
囲５１に含み、かつｆｓを中心とした０、５ｆｓ〜１．
５ｆｓの範囲５２．５３．２ｆｓを中心とした同じ範囲
５４、以下同様の範囲に同じ情報を含んでいる。

通常は、ＤＣ〜０．５ｆｓの範囲５１を取出せば、すべ
てのを動情報を取出すことができるが、ここには雑音成
分５５が含まれている。この雑音成分５５は、主として
フローティングディフュージョン出力ダイオードのリセ
ット雑音と増幅器の１／ｆ雑音から成る。

従って本発明ではこの範囲５１を捨て、ｆｓを中心とし
た範囲５２と５３から有効情報を取出す。そのため本実
施例ではまずバンドパスフィルタ１を使用する。バンド
パスフィルタ１の通過帯域は第３ＵｊＪｂに示しである
。ｆｓを中心とする範囲５２．５３の信号は、全波整流
器２を通すことによってベースバンド帯域へ変換される
。さらに残余の高周波成分を除去するため、ローパスフ
ィルタを通過させた信号４４は、範囲５１のものと同じ
周波数スペクトルを有し、すなわち雑音成分を含まない
を動情報を含んでいる。

復調器２、すなわち全波整流器は、ダイオードから成る
通常の包路線検波方式による復調器でもよいが、第４図
に示す復調回路は特に有利である。

搬送波に相当するＣＣＤ転送クロックパルスは、もとよ
り存在するので、ここではこのクロックパルスを用いた
いわゆる周！ｔｌＩ検波方弐が適用されている。第４図
には同時にＶｉｎ　として第１のフィルタ１の出力波形
が、またＶｃとして前記クロックパルスが示されている
。クロックパルスＶｃによって第１のフィルタ１の出力
Ｖｃがｆｓの半周期毎に極性反転され、Ｖｏｕ　ｔで示
す出力信号が提供されることは、当業者にとって第４図
から明らかであろう。

〔発明の効果〕

以上記載したとおり、本発明のＣＣＤの信号読出し回路
によれば、高速かつ高精度のサンプリングパルスを用い
ることなく、リセット雑音ならびに出力増幅器の１／ｆ
雑音を低減できる。従って、多画素のＣＣＤ　イメージ
センサへの適用も可能であり、極めて雑音の少ない高画
質な撮像装置が実現出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による回路の実施例を示すブロック図
、第２図は、第１図の回路の動作を示す波形図、第３図
は、第１図の回路で処理すべき信号のスペクトルと第１
のフィルタの通過帯域を示す図、第４図は、復調器の実
施例とその動作を示す波形の図である。 １・・・第１のフィルタ、２・・・復調器、３・・・第
２のフィルタ １１図 第　２　図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）フローティングディフュージョン型出力回路を有
   するＣＣＤの信号読出し回路において、ＣＣＤ出力回路
   の後に、ＣＣＤ転送クロック周波数ｆｓのほぼ０．５倍
   より低い周波数成分をしゃ断する第１のフィルタ、整流
   回路、およびＣＣＤ転送クロック周波数ｆｓのほぼ０．
   ５倍より高い周波数成分をしゃ断する第２のフィルタを
   順に接続し、第２のフィルタの出力側から信号出力を取
   出すことを特徴とする、ＣＣＤの信号読出し回路。
2. （２）第１のフィルタが、ｆｓの０．５倍から１．５倍
   までの通過帯域を有するバンドパスフィルタである、特
   許請求の範囲第１項記載の回路。
3. （３）第１のフィルタが、ｆｓの０．５倍より低い周波
   数をしゃ断するハイパスフィルタである、特許請求の範
   囲第１項記載の回路。