JPH0313079A - Solid-state image pickup device - Google Patents
Solid-state image pickup deviceInfo
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- JPH0313079A JPH0313079A JP1148072A JP14807289A JPH0313079A JP H0313079 A JPH0313079 A JP H0313079A JP 1148072 A JP1148072 A JP 1148072A JP 14807289 A JP14807289 A JP 14807289A JP H0313079 A JPH0313079 A JP H0313079A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
この発明はテレビカメラなどに適用される固体撮像装置
に関し、詳しくは、信号読出し回路に関するものである
。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] The present invention relates to a solid-state imaging device applied to a television camera or the like, and specifically relates to a signal readout circuit.
〔従来の技術]
第9図は例えば特公昭62−55349号公報に開示さ
れた従来の固体撮像装置における信号読出し回路の構成
を示すブロック図である。同図において、(100)は
固体撮像素子、<101) 、 (102)(103)
はそれぞれサンプルホールド回路(以下、578回路と
称す) 、 (104)は差動アンプである。[Prior Art] FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of a signal readout circuit in a conventional solid-state imaging device disclosed, for example, in Japanese Patent Publication No. 62-55349. In the figure, (100) is a solid-state image sensor, <101), (102) (103)
are sample and hold circuits (hereinafter referred to as 578 circuits), and (104) is a differential amplifier, respectively.
つぎに、上記構成の動作について説明する。Next, the operation of the above configuration will be explained.
固体撮像素子(100)の出力は2つの578回路(1
01) 、 (102,) ニそれぞれ入力され、一方
(7)578回路(101)はサンプルパルス(sl)
により固体撮像素子(100)の出力のうち、雑音を含
む有効な信号部分をサンプルする。他方の578回路(
102)はサンプルパルス(S2)により固体撮像素子
(100)の出力のうち、有効でない雑音部分をサンプ
ルする。The output of the solid-state image sensor (100) is divided into two 578 circuits (1
01) and (102,) are respectively input, while (7) and 578 circuits (101) receive sample pulses (sl).
The effective signal portion including noise is sampled from the output of the solid-state image sensor (100). The other 578 circuits (
102) samples an ineffective noise portion of the output of the solid-state image sensor (100) using a sample pulse (S2).
ついで、上記S/H回路(1(12)の出力はS/H回
路(to3)に人力され、このS/H回路(103)は
上記サンプルパルス(Sl)により制御されて上記S/
H回路(101)の出力、すなわち、雑音を含む有効な
信号と、S/H回路(1(13)の出力、すなわち雑音
成分とが同時化されのち、差動アンプ(104)により
雑音成分だけが除去される。このような低雑音信号の読
出し方法は相関2重サンプリング法として良く知られて
いるものである。Next, the output of the S/H circuit (1 (12)) is input to the S/H circuit (to3), and this S/H circuit (103) is controlled by the sample pulse (Sl) to output the S/H circuit (to3).
The output of the H circuit (101), that is, a valid signal including noise, and the output of the S/H circuit (1 (13), that is, the noise component) are synchronized, and then only the noise component is extracted by the differential amplifier (104). This method of reading out low noise signals is well known as the correlated double sampling method.
[発明が解決しようとする課題]
従来の固体撮像装置は以上のように構成されているので
、上記したような低雑音信号の読出し回路を複数個の水
平方向電荷転送部を有する固体撮像素子に適用する場合
、多くの高速のS/H回路を必要とするため、装置コス
トが上昇する。また、固体撮像素子の水平方向電荷転送
部の転送周波数が高い場合、サンプル期間が短いため、
誤動作を起こしやすいという問題があった。[Problems to be Solved by the Invention] Since the conventional solid-state imaging device is configured as described above, it is necessary to incorporate a low-noise signal readout circuit as described above into a solid-state imaging device having a plurality of horizontal charge transfer sections. When applied, many high-speed S/H circuits are required, which increases device cost. In addition, when the transfer frequency of the horizontal charge transfer section of the solid-state image sensor is high, the sample period is short, so
There was a problem that malfunctions were likely to occur.
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、複数個の水平方向電荷転送部をもつ固体撮像
素子からの出力信号のうちの有効な信号のみを、S/H
回路を用いない簡単な回路により読出すことができる固
体撮像装置を提供することを目的とする。This invention was made to solve the above-mentioned problems, and only effective signals among the output signals from a solid-state image sensor having a plurality of horizontal charge transfer sections are transferred to the S/H.
An object of the present invention is to provide a solid-state imaging device that can be read out using a simple circuit that does not use any circuits.
[課題を解決するための手段]
この発明に係る固体撮像装置は、2つの水平方向電荷転
送部を有する固体撮像素子から取り出された180度の
位相差をもつ2つの電荷信号のうち、有効な信号が含ま
れている部分および含まれていない部分をそれぞれ抽出
して合成する第1および第2の信号合成手段と、これら
第1および第2の合成信号間で演算する演算手段とを備
えたことを特徴とする。[Means for Solving the Problems] A solid-state imaging device according to the present invention detects an effective charge signal among two charge signals having a phase difference of 180 degrees extracted from a solid-state imaging device having two horizontal charge transfer sections. comprising first and second signal synthesizing means for respectively extracting and synthesizing portions containing signals and portions not containing signals; and arithmetic means for calculating between these first and second synthesized signals. It is characterized by
[作用]
この発明によれば、固体撮像素子から取り出された2つ
の電荷信号の中から、雑音部分を含む有効な信号と雑音
部分だけの信号とを第1および第2の信号合成手段によ
りそれぞれ抽出して合成して出力するとともに、その2
つの合成信号間で演算をおこなうことにより、雑音部分
を除去して有効な信号のみを出力させることができる。[Operation] According to the present invention, from among two charge signals taken out from a solid-state image sensor, an effective signal including a noise portion and a signal containing only a noise portion are separated by the first and second signal synthesizing means, respectively. In addition to extracting, synthesizing, and outputting,
By performing calculations between the two composite signals, it is possible to remove the noise portion and output only the valid signal.
[発明の実施例] 以下、この発明の一実施例を図面もとづいて説明する。[Embodiments of the invention] An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図はこの発明の一実施例による固体撮像装置におけ
る信号読出し回路の構成を示すブロック図である。同図
において、(1)は複数の垂直方向電荷転送部および2
つの水平方向電荷転送部を有する固体撮像素子、(2)
は上記固体撮像素子(1)の駆動回路で、上記2つの水
平方向電荷転送部から180度の位相差をもつ2つの電
荷信号を取り出すように駆動する。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a signal readout circuit in a solid-state imaging device according to an embodiment of the present invention. In the figure, (1) indicates a plurality of vertical charge transfer sections and two
Solid-state image sensor having two horizontal charge transfer units, (2)
is a driving circuit for the solid-state image sensor (1), which drives the solid-state image sensor (1) so as to extract two charge signals having a phase difference of 180 degrees from the two horizontal charge transfer sections.
(3) 、 (4)は上記駆動回路(2)において発生
される固体撮像素子(1)を駆動するための水平転送パ
ルス(H)にしたがって固体撮像素子(1)から取り出
される2つの電荷信号(SL) 、 (S2)を切り換
えて合成する第1および第2の信号切換合成回路、(5
) 、 (S)は上記第1および第2の信号切換合成回
路(3) 、 (4)にそれぞれ対応する第1および第
2の平均化回路、(7)は第2の平均化回路(6)から
の出力信号の利得を制御するための増幅器、(8)は遅
延回路、(9)は減算回路である。(3) and (4) are two charge signals extracted from the solid-state image sensor (1) according to the horizontal transfer pulse (H) for driving the solid-state image sensor (1) generated in the drive circuit (2). (SL), (S2) and a first and second signal switching/synthesizing circuit which switch and synthesize;
), (S) are the first and second averaging circuits corresponding to the first and second signal switching and combining circuits (3) and (4), respectively, and (7) is the second averaging circuit (6). ), (8) is a delay circuit, and (9) is a subtraction circuit.
第2図は固体撮像素子(1)の具体的な構成を示す図で
、同図において、(1o)は受光画素、(11)は垂直
方向電荷転送部、(12) 、 (13)は2つの水平
方向電荷転送部、(14) 、 (15)はフローティ
ング型の電荷検出部、(16) 、 (17)は電荷検
出部(14) 、 (15)をリセットするリセット部
、(18) 、 (19)は出力バッファである。FIG. 2 is a diagram showing the specific configuration of the solid-state image sensor (1), in which (1o) is a light receiving pixel, (11) is a vertical charge transfer section, and (12) and (13) are two (14) and (15) are floating charge detection sections; (16) and (17) are reset sections that reset the charge detection sections (14) and (15); (18) and (17) are floating charge detection sections; (19) is an output buffer.
つぎに、上記第2図で示す構成の固体撮像素子(1)の
動作について説明する。Next, the operation of the solid-state image sensor (1) having the configuration shown in FIG. 2 will be explained.
受光画素(lO)で光電変換されて発生した電荷は垂直
方向電荷転送部(11)により2つの水平方向電荷転送
部(12) 、 (13)へ転送される。この垂直方向
電荷転送部(11)から水平方向電荷転送部、(12)
、 (13)への電荷の受は渡しは、第2図の矢印(
x) 、 (y)で示したように、隣接する垂直方向電
荷転送部(11)により転送されてきた電荷を、互いに
異なる水平方向電荷転送部(12) 、 (13)に送
る。Charges generated by photoelectric conversion in the light receiving pixel (lO) are transferred by a vertical charge transfer section (11) to two horizontal charge transfer sections (12) and (13). From the vertical charge transfer section (11) to the horizontal charge transfer section (12)
, (13) The charge transfer to (13) is as shown by the arrow in Fig. 2 (
As shown in x) and (y), charges transferred by adjacent vertical charge transfer sections (11) are sent to mutually different horizontal charge transfer sections (12) and (13).
つづいて、2つの水平方向電荷転送部(12)。Next, two horizontal charge transfer sections (12).
(13)により運び出された電荷は電荷検出部(14)
。The charge carried out by (13) is transferred to the charge detection section (14).
.
(15)によりそれぞれ検出され、出力バッファ(la
) 、 (19)により固体撮像素子(1)の出力信号
(51) 、 (S2) となる。(15) and output buffer (la
), (19) result in output signals (51), (S2) of the solid-state image sensor (1).
上記2つの水平方向電荷転送部(12) 、 (13)
は180度の位相差をもって電荷を転送するので、固体
撮像素子(1)の2つの出力信号(Sl) 、 (S2
)は第3図(a) 、 (b)に示した波形となる。第
3図中、斜線で示した部分が各受光画素(10)で光電
変換されて発生した電荷に対応した有効な信号部分であ
り、2つの出力信号(Sl) 、 (52)のこの有効
な信号部分は互いに補間する波形で出現する。The above two horizontal charge transfer sections (12) and (13)
transfers charges with a phase difference of 180 degrees, so the two output signals (Sl) and (S2
) has the waveforms shown in FIGS. 3(a) and (b). In FIG. 3, the shaded part is the effective signal part corresponding to the charge generated by photoelectric conversion in each light receiving pixel (10), and this effective signal part of the two output signals (Sl) and (52) is The signal parts appear in waveforms that interpolate with each other.
つぎに、上記構成の実施例の動作について、第4図の信
号波形図を参照しながら説明する。Next, the operation of the embodiment having the above configuration will be explained with reference to the signal waveform diagram of FIG. 4.
N3図に示した固体撮像素子(1)の出力信号(Sl)
、 (32)は雑音が含まれていない波形であるけれ
ども、実際には電荷検出部(14) 、 (15)のリ
セット動作にともなうリセット雑音や出力バッファ(1
8) 、 (19)での17f雑音などの付加により、
例えば第4図−(^)、(B)のような波形となる。Output signal (Sl) of solid-state image sensor (1) shown in diagram N3
, (32) are waveforms that do not contain noise, but in reality they are caused by reset noise due to the reset operation of the charge detection sections (14) and (15) and the output buffer (1
8) By adding 17f noise etc. in (19),
For example, the waveforms are as shown in Fig. 4-(^) and (B).
固体撮像素子(1)の水平方向電荷転送部(12)。A horizontal charge transfer section (12) of a solid-state image sensor (1).
(13)は通常180度の位相差をもつ2つの水平転送
パルスにより駆動されているため、固体撮像素子(1)
の出力信号(SL) 、 (S2) と水平転送パルス
(H) とのタイミングは、例えば第4図(C)に示し
たように一致している。(13) is normally driven by two horizontal transfer pulses with a phase difference of 180 degrees, so the solid-state image sensor (1)
The timings of the output signals (SL), (S2) and the horizontal transfer pulse (H) coincide, for example, as shown in FIG. 4(C).
第1および第2の信号切換合成回路(3) 、 (4)
は、上記水平転送パルス(l()により制御されており
、水平転送パルス()I)が高電位”H”のときにそれ
ぞれ(AI) 、 (A2)を選択し、低電位”L”の
ときにそれぞれ(Bt) 、 (B2)を選択する。し
たがって、第1の信号切換合成回路(3)の出力は、固
体撮像素子(1)の2つの出力信号(St) 、 (S
2)から有効な信号の部分のみを交互に選択して出力し
、第4図(D)のような出力波形となる。First and second signal switching synthesis circuits (3), (4)
are controlled by the horizontal transfer pulse (l()), and select (AI) and (A2) respectively when the horizontal transfer pulse (I) is at a high potential "H", and when the horizontal transfer pulse (I) is at a high potential "L", (Bt) and (B2), respectively. Therefore, the output of the first signal switching and combining circuit (3) is the two output signals (St) and (S
2), only valid signal portions are alternately selected and output, resulting in an output waveform as shown in FIG. 4(D).
他方、第2の信号切換合成回路(4)は固体撮像素子(
1)の2つの出力信号(51) 、 (S2)のうち、
有効な信号以外の部分のみを交互に選択して出力し、第
4図(E)のような出力波形となる。On the other hand, the second signal switching and combining circuit (4) uses a solid-state image sensor (
Of the two output signals (51) and (S2) of 1),
Only the portions other than the valid signals are alternately selected and output, resulting in an output waveform as shown in FIG. 4(E).
つづいて、第1の信号切換合成回路(3)の出力は第1
の平均化回路(5)により切り換え時の雑音が除去され
、その出力は第4図(F)に示したように、有効な信号
成分にリセット雑音と1/f雑音が重畳されたものとな
る。Subsequently, the output of the first signal switching and combining circuit (3) is
The switching noise is removed by the averaging circuit (5), and the output is a superimposition of reset noise and 1/f noise on the effective signal component, as shown in Figure 4 (F). .
他方、第2の信号切換合成回路(4)の出力は第2の平
均化回路(6)によりリセット動作のリセットパルスの
誘導によるパルス状の成分が除去され、その出力は、第
4図(G)に示したように、リセット雑音と1/f雑音
になる。On the other hand, the second averaging circuit (6) removes the pulse-like component caused by the induction of the reset pulse of the reset operation from the output of the second signal switching/synthesizing circuit (4), and the output is as shown in FIG. ), this results in reset noise and 1/f noise.
上記第2の平均化回路(6)から得られる雑音成分は増
幅器(7)を通したのちに遅延回路(8)に人力され、
この遅延回路(8)において、第4図()I)に示した
ように、第1の平均化回路(5)からの出力と同時化さ
れる。つづいて、減算回路(9)に入力されて有効な信
号成分と雑音成分とが重畳している第1の平均化回路(
5)の出力と、雑音成分のみからなる遅延回路(8)の
出力との差分がとられて、第4図(I)に示したように
、雑音成分が除去され有効な信号成分のみとなって出力
される。The noise component obtained from the second averaging circuit (6) is inputted to the delay circuit (8) after passing through the amplifier (7).
In this delay circuit (8), the output signal is synchronized with the output from the first averaging circuit (5), as shown in FIG. 4()I). Next, the first averaging circuit (9) is input to the subtracting circuit (9), and the effective signal component and noise component are superimposed.
The difference between the output of 5) and the output of the delay circuit (8) consisting only of noise components is taken, and as shown in FIG. 4(I), the noise components are removed and only effective signal components are left. is output.
なお、上記増幅器(7)は減算回路(9) に入力され
る2つの信号の雑音成分を同じ大きさにするために設け
られている。したがって、増幅器(7)を第2の平均化
回路(6)と遅延回路(8)との間でなく、第1の平均
化回路(5)と減算回路(9)との間に設けても良い。The amplifier (7) is provided to make the noise components of the two signals input to the subtraction circuit (9) equal in magnitude. Therefore, the amplifier (7) may be provided not between the second averaging circuit (6) and the delay circuit (8) but between the first averaging circuit (5) and the subtracting circuit (9). good.
また、上記実施例においては、2つの平均化回路(5)
、(8)から出力される雑音成分を同時化するために
遅延回路(8)を設けたが、画面上で横引きノイズとな
り視覚的に目立つ1/f雑音の低減については、その1
/f雑音が低周波領域で大きなパワーをもつので、遅延
回路(8)を省いても十分な効果を奏する。Further, in the above embodiment, two averaging circuits (5)
A delay circuit (8) was provided to synchronize the noise components output from , (8), but in order to reduce the visually noticeable 1/f noise that becomes sideways noise on the screen, Part 1
Since the /f noise has large power in the low frequency region, sufficient effects can be achieved even if the delay circuit (8) is omitted.
また、第1および第2の平均化回路(5) 、(8)あ
るいは増幅器(7)において、遅延を調整するようにす
れば、遅延回路(8)を省略してもよい。Further, the delay circuit (8) may be omitted if the delay is adjusted in the first and second averaging circuits (5), (8) or the amplifier (7).
さらに、上記実施例では、43号の流れ方向に沿って、
第2の平均化回路(6)、増幅器(7)、遅延回路(8
)の順に配設したが、その配設順を入れ換えても、同様
の効果を奏する。Furthermore, in the above example, along the flow direction of No. 43,
Second averaging circuit (6), amplifier (7), delay circuit (8)
), but the same effect can be obtained even if the order of arrangement is changed.
第5図はこの発明の他の実施例による固体撮像装置にお
ける信号読出し回路の構成を示すブロック図である。同
図において、(20) 、 (21) 、 (22)
。FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of a signal readout circuit in a solid-state imaging device according to another embodiment of the present invention. In the same figure, (20), (21), (22)
.
(23)はそれぞれレベルシフト回路、(24) 、
(25)は4象限掛算器、(26) 、 (2B)は所
定の基準電圧より下側をクリップする負クリップ回路、
(27) 、 (29)は所定の基準電圧より上側をク
リップする正クリップ回路、(30) 、 (31)
、 (32)はそれぞれ加算回路であり、その他の構成
は第1図と同一であるため、該当部分に同一の符号を付
して、それらの説明を省略する。(23) are level shift circuits, (24) and
(25) is a four-quadrant multiplier, (26) and (2B) are negative clip circuits that clip below a predetermined reference voltage;
(27), (29) are positive clip circuits that clip above a predetermined reference voltage, (30), (31)
, (32) are adder circuits, and the other configurations are the same as in FIG. 1, so the corresponding parts are given the same reference numerals and their explanation will be omitted.
つぎに、上記第5図の構成の動作について説明する。Next, the operation of the configuration shown in FIG. 5 will be explained.
まず、レベルシフト回路(20) 、 (22)
4象限掛算器(24)、クリップ回路(28)、 (
27)の動作につし)で、第6図の係号波形図を参照し
ながら説明する。First, level shift circuits (20) and (22)
4-quadrant multiplier (24), clip circuit (28), (
The operation of step 27) will be explained with reference to the coefficient waveform diagram of FIG.
固体撮像素子(1)の出力信号(Sl)はレベルシフト
回路(20)により、第6図(A)に示すように、所定
の基準電位(V ref、)より高い電位に設定される
とともに、駆動回路(2)において発生されろ水平転送
パルス(Hl)はレベルシフト回路(22)により、第
6図(8)に示すように、基準電位(V ref、)を
中心に上下に変位するように設定される。The output signal (Sl) of the solid-state image sensor (1) is set to a potential higher than a predetermined reference potential (V ref, ) by the level shift circuit (20), as shown in FIG. 6(A), and The horizontal transfer pulse (Hl) generated in the drive circuit (2) is shifted vertically around the reference potential (V ref, ) by the level shift circuit (22) as shown in FIG. 6 (8). is set to
ついで、4象限掛算器(24)は上記基準電位(V r
ef、)を越える電位を正の電位、基準電位(V re
f、)より低い電位を負の電位として動作するよう構成
されており、レベルシフト回路(20)の出力とレベル
シフト回路(22)の出力との掛算をおこなって、第6
図(C1に示すような波形を出力する。この第6図(C
)よりわかるように、雑音を含む有効な信号部分は基準
電位(V ref、)の上側に、他の部分は基準電位(
V ref、)の下側にそれぞれ位置することになる。Then, the four-quadrant multiplier (24) calculates the reference potential (V r
The potential exceeding the reference potential (V re
f,) is configured to operate with a lower potential as a negative potential, and multiplies the output of the level shift circuit (20) and the output of the level shift circuit (22) to
A waveform as shown in Figure (C1) is output.This Figure 6 (C
), the valid signal part including noise is above the reference potential (V ref, ), and the other part is above the reference potential (V ref, ).
V ref, ).
つづいて、負クリップ回路(26)は基準電位(V r
ef、)より下側をクリップするので、この負クリップ
回路(26)からは第6図([))で示すように、雑音
を含む有効な信号部分だけが出力される。一方、正クリ
ップ回路(27)は基準電位(V ref、) より上
側をクリップするので、この正クリップ回路(29)か
らは第6図(E)に示すように、雑音成分の部分だけが
出力される。Continuing, the negative clip circuit (26) is connected to the reference potential (V r
Since the signal below ef, ) is clipped, only the effective signal portion containing noise is output from the negative clipping circuit (26), as shown in FIG. 6 ([)). On the other hand, since the positive clipping circuit (27) clips the voltage above the reference potential (V ref, ), only the noise component is output from the positive clipping circuit (29), as shown in FIG. 6(E). be done.
また、他方のレベルシフト回路(21)、(23) 、
4象限掛算器(25)、負クリップ回路(28)、正ク
リップ回路(29)の動作も上記と同様であり、各部の
信号波形は第7図に示す通りである。In addition, the other level shift circuit (21), (23),
The operations of the four-quadrant multiplier (25), negative clipping circuit (28), and positive clipping circuit (29) are also similar to those described above, and the signal waveforms of each part are as shown in FIG.
これを簡単に説明すると、固体撮像素子(1)の出力信
号(Sl)をレベルシフト回路(21)により、第7図
(八)に示すように、基準電位(V ref、)より高
い電位に設定するとともに、水平転送パルス(Hl)は
レベルシフト回路(23)により、第7図(B)に示す
ように、基準電位(V ref、)を中心に上下に変位
するように設定されており、これら両川力を4象限掛算
器(25)において掛算することにより、第7図(C)
に示すように、雑音を含む有効な信号成分とそれ以外の
部分とを基準電位(V ref、)の上側と下側に分離
させる。To explain this simply, the output signal (Sl) of the solid-state image sensor (1) is raised to a potential higher than the reference potential (V ref, ) by the level shift circuit (21), as shown in FIG. 7 (8). At the same time, the horizontal transfer pulse (Hl) is set by the level shift circuit (23) so as to shift vertically around the reference potential (V ref, ) as shown in FIG. 7(B). , by multiplying these Ryokawa forces in the 4-quadrant multiplier (25), the result shown in Fig. 7 (C) is obtained.
As shown in FIG. 2, the effective signal component including noise and the other portions are separated into the upper side and the lower side of the reference potential (V ref, ).
つづいて、負クリップ回路(28)により、第7図(D
)に示すように、雑音を含む有効な信号成分だけを抽出
する一方、正クリップ回路(29)のクリップにより、
第7図(E)に示すように、雑音成分の部分だけを抽出
する。なお、固体撮像素子(1)の2つの出力信号、(
Sl)と(Sl)は180度の位相差を有しているので
、レベルシフト回路(23)に入カスる水平転送パルス
(Hl)は、レベルシフト回路(22)に入力する水平
転送パルス(Hl)と180度の位相差を有するものを
用いる。Next, the negative clip circuit (28) is used as shown in FIG.
), while only valid signal components including noise are extracted, the clipping of the positive clipping circuit (29)
As shown in FIG. 7(E), only the noise component part is extracted. Note that the two output signals of the solid-state image sensor (1), (
Since (Sl) and (Sl) have a phase difference of 180 degrees, the horizontal transfer pulse (Hl) input to the level shift circuit (23) is different from the horizontal transfer pulse (Hl) input to the level shift circuit (22). Hl) having a phase difference of 180 degrees is used.
以上のようにして抽出された2つの負クリップ回路(2
6) 、 (28)からの出力信号は加算器(30)に
入力されて加算され、第8図(A)に示すように、雑音
を含む有効な信号部分だけが合成されて出力されるとと
もに、2つの正クリップ回路(27) 、 (29)か
らの出力信号は加算器(31)に入力されて加算され、
第8図(8) に示すように、雑音成分の部分だけが合
成された信号が出力される。Two negative clip circuits (2
6) The output signals from (28) are input to the adder (30) and added, and as shown in FIG. 8(A), only the effective signal portion including noise is synthesized and output. , the output signals from the two positive clip circuits (27) and (29) are input to an adder (31) and added together,
As shown in FIG. 8 (8), a signal in which only the noise component portion is synthesized is output.
ついで、上記各加算器(30) 、 (31)の出力は
それぞれ第1および第2の平均化回路(5) 、(6)
により平滑化されて、第8図(C)およびCD)に示す
ような波形となる。第2の平均化回路(6)からの出力
は増幅器(7)を通ったのちに遅延回路(8)に入力さ
れ、ここで第1の平均化回路(5)からの出力と同時化
される。Then, the outputs of the adders (30) and (31) are sent to the first and second averaging circuits (5) and (6), respectively.
The waveform is smoothed by the waveform shown in FIG. 8(C) and CD). The output from the second averaging circuit (6) passes through the amplifier (7) and then is input to the delay circuit (8), where it is synchronized with the output from the first averaging circuit (5). .
なお、上記増幅器(7)は、第1図で示す実施例と同様
に、第1の平均化回路(5)の出力に含まれる雑音成分
と遅延回路(8)の出力に含まれる雑音成分の大きさが
等しくなるように設定されている。Note that, like the embodiment shown in FIG. 1, the amplifier (7) separates the noise components contained in the output of the first averaging circuit (5) and the noise components contained in the output of the delay circuit (8). The sizes are set to be equal.
上記遅延回路(8)の出力の雑音成分は反転しているの
で、第1の平均化回路(5)の出力と遅延回路(8)の
出力とを加算器(32)において加算することにより、
雑音成分を互いに打ち消し合って、第8図(F)に示す
ように、有効な信号成分のみが出力される。Since the noise component of the output of the delay circuit (8) is inverted, by adding the output of the first averaging circuit (5) and the output of the delay circuit (8) in the adder (32),
The noise components cancel each other out, and only effective signal components are output as shown in FIG. 8(F).
なお、第5図に示す実施例においても、第2の平均化回
路(6)、増幅器(7)、遅延回路(8)の配設類を入
れ換えても良い。また、増幅器(7)を第2の平均化回
路(6)と遅延回路(8) の間でなく、第1の平均化
回路(5)と加算器(32)との間に設けても良い。In addition, also in the embodiment shown in FIG. 5, the arrangement of the second averaging circuit (6), the amplifier (7), and the delay circuit (8) may be replaced. Furthermore, the amplifier (7) may be provided between the first averaging circuit (5) and the adder (32) instead of between the second averaging circuit (6) and the delay circuit (8). .
また、1/f雑音の低減については、遅延回路(8)を
省いても十分な効果が得られ、第1および第2の平均化
回路(5) 、(6)あるいは増幅器(7)において遅
延を調整するように構成すれば、遅延回路(8)を省略
することもできる。Furthermore, regarding the reduction of 1/f noise, a sufficient effect can be obtained even if the delay circuit (8) is omitted, and the first and second averaging circuits (5), (6) or the amplifier (7) If configured to adjust the delay circuit (8), the delay circuit (8) can be omitted.
さらに、上記各実施例では、固体撮像素子(1)を駆動
するために水平転送パルスを用いているが、特にこのパ
ルスである必要はなく、固体撮像素子(1)の出力信号
に同期しているパルスであれば他のパルスを使用しても
良い。Furthermore, in each of the above embodiments, a horizontal transfer pulse is used to drive the solid-state image sensor (1), but it is not necessary to use this pulse in particular, and the pulse is synchronized with the output signal of the solid-state image sensor (1). Other pulses may be used as long as they are the same.
また、基準電位(V ref、)を、固体撮像素子(1
)の出力信号(SL) 、 (52)の電位より下側に
設定すれば、レベルシフト回路(20) 、 (21)
を省略でき、基準電位(V ref、)を水平転送パル
スの中央に設定すれば、レベルシフト回路(22) 、
(23)を省略できる。In addition, the reference potential (V ref,) is set to the solid-state image sensor (1
) output signal (SL), if set lower than the potential of (52), the level shift circuit (20), (21)
can be omitted, and if the reference potential (V ref, ) is set at the center of the horizontal transfer pulse, the level shift circuit (22),
(23) can be omitted.
また、レベルシフト回路(22) 、 (23) に入
力する水平転送パルス()12) 、 (Hl)を入れ
換えるか、もしくはレベルシフト回路(20) 、 (
21)で固体撮像素子(1)の出力信号(51) 、
(S2)を基準電位の下側に設定する場合には、負クリ
ップ回路(2B) 、 (28)から非反転の雑音成分
だけの部分が得られるとともに、正クリップ回路(27
) 、 (29)から反転した雑音を含む有効な信号成
分の部分が得られ、その結果、加算器(32)から雑音
が除去され反転した良好な信号が得られる。Also, the horizontal transfer pulses ()12) and (Hl) input to the level shift circuits (22) and (23) should be replaced, or the level shift circuits (20) and (
21), the output signal (51) of the solid-state image sensor (1),
(S2) is set below the reference potential, only non-inverted noise components are obtained from the negative clip circuit (2B) and (28), and the positive clip circuit (27
), (29) yields a portion of the effective signal component that includes the inverted noise, resulting in a good noise-removed and inverted signal from the adder (32).
[発明の効果〕
以上のように、この発明によれば、2つの水平方向電荷
転送部を有する固体撮像素子から得られる2つの出力信
号の中から、有効な信号成分および雑音成分が含まれる
信号と、雑音成分だけの信号とを抽出して合成し、それ
ら合成信号間での演算により雑音成分を除去するように
構成したので、従来の相関2重サンプリング形式のもの
において必要としていた多数の高速S/H回路を不要で
き、装置全体を安価に構成することができる。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, a signal containing an effective signal component and a noise component is selected from among two output signals obtained from a solid-state image sensor having two horizontal charge transfer sections. The structure extracts and synthesizes a signal with only a noise component and a signal with only a noise component, and removes the noise component by performing calculations between these synthesized signals, so it is possible to eliminate the large number of high-speed signals required in the conventional correlated double sampling method. An S/H circuit can be eliminated, and the entire device can be constructed at low cost.
しかも、水平転送周波数が高くなっても、S/H回路を
用いた従来例のような誤動作を起こすことがなく、低雑
音の信号を安定して読み出させることができる。Moreover, even if the horizontal transfer frequency becomes high, a malfunction unlike the conventional example using an S/H circuit does not occur, and a low-noise signal can be stably read out.
第1図はこの発明の一実施例による固体撮像装置におけ
る信号読出し回路の構成を示すブロック図、第2図は固
体撮像素子の具体的な構成を示すブロック図、第3図は
第2図に示す固体撮像素子の出力波形図、第4図は第1
図に示す実施例の各部の信号波形図、第5図はこの発明
の他の実施例の構成を示すブロック図、第6図、第7図
、第8図はそれぞれ第5図に示す実施例の各部の信号波
形図、第9図は従来の固体撮像装置における信号読出し
回路の構成を示すブロック図である。
(1)・・・固体撮像素子、(3) 、 (4)・・・
信号切換合成回路、(5) 、 (5)・・・平均化回
路、(7)・・・増幅器、(8)・・・遅延回路、(9
)・・・減算回路、(11)・・・垂直方向電荷転送部
、(12) 、 (13)・・・水平方向電荷転送部、
(20) 、 (21) 、 (22) 、 (23)
・・・レベルシフト回路、(24) 、 (25)・・
・4象限掛算器、(2B) 、 (28)・・・負クリ
ップ回路、(273、(29)・・・正クリップ回路、
(30)。
(31) 、 (32)・・・加算器。
なお、各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。
第
4
図
の出η
第
図
第
図
第
6
図
第
図
ref
−−−−−−−−−−−−−−−−−−Vref第
図
第
図FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a signal readout circuit in a solid-state imaging device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing a specific configuration of a solid-state imaging device, and FIG. 3 is similar to FIG. The output waveform diagram of the solid-state image sensor shown in FIG.
5 is a block diagram showing the configuration of another embodiment of the present invention, and FIGS. 6, 7, and 8 are each an embodiment shown in FIG. 5. FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of a signal readout circuit in a conventional solid-state imaging device. (1)...solid-state image sensor, (3), (4)...
Signal switching synthesis circuit, (5), (5)...Averaging circuit, (7)...Amplifier, (8)...Delay circuit, (9
)...subtraction circuit, (11)...vertical charge transfer section, (12), (13)...horizontal charge transfer section,
(20), (21), (22), (23)
...Level shift circuit, (24), (25)...
・4-quadrant multiplier, (2B), (28)...negative clip circuit, (273, (29)...positive clip circuit,
(30). (31), (32)...Adder. Note that the same reference numerals in each figure indicate the same or corresponding parts. Fig. 4 Output η Fig. Fig. 6 Fig. Fig. ref
Claims (1)
荷転送部からの電荷信号を1つ置きに受けとる2つの水
平方向電荷転送部を有する固体撮像素子と、この固体撮
像素子の上記2つの水平方向電荷転送部から180度の
位相差をもつ2つの電荷信号を取り出す駆動回路と、そ
の取り出した2つの電荷信号のうち有効な信号が含まれ
ている部分を抽出して合成した第1の合成信号を出力す
る第1の信号合成手段と、上記2つの電荷信号のうち有
効な信号が含まれていない部分を抽出して合成した第2
の合成信号を出力する第2の信号合成手段と、上記第1
および第2の合成信号間で演算して有効な信号のみを出
力する演算手段とを具備したことを特徴とする固体撮像
装置。(1) A solid-state image sensor having a plurality of vertical charge transfer sections and two horizontal charge transfer sections that receive every other charge signal from the vertical charge transfer sections; A drive circuit that extracts two charge signals with a phase difference of 180 degrees from the directional charge transfer section, and a first synthesis that extracts and synthesizes the portions containing valid signals from the two extracted charge signals. A first signal synthesizing means outputs a signal, and a second signal synthesizing means extracts and synthesizes a portion of the two charge signals that does not include a valid signal.
a second signal synthesizing means for outputting a synthesized signal;
and arithmetic means for calculating between the second composite signals and outputting only valid signals.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1148072A JPH0313079A (en) | 1989-06-09 | 1989-06-09 | Solid-state image pickup device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1148072A JPH0313079A (en) | 1989-06-09 | 1989-06-09 | Solid-state image pickup device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0313079A true JPH0313079A (en) | 1991-01-22 |
Family
ID=15444591
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1148072A Pending JPH0313079A (en) | 1989-06-09 | 1989-06-09 | Solid-state image pickup device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0313079A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1139658A3 (en) * | 2000-03-29 | 2003-03-19 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Amplification type solid-state imaging device and high-speed readout method |
| US7412198B2 (en) | 2006-06-01 | 2008-08-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Image forming system and clear coating apparatus |
| US7933544B2 (en) | 2006-06-06 | 2011-04-26 | Canon Kabushiki Kaisha | Image forming system |
| US7941089B2 (en) | 2006-06-01 | 2011-05-10 | Canon Kabushiki Kaisha | Image forming system and clear coating apparatus |
-
1989
- 1989-06-09 JP JP1148072A patent/JPH0313079A/en active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1139658A3 (en) * | 2000-03-29 | 2003-03-19 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Amplification type solid-state imaging device and high-speed readout method |
| US7412198B2 (en) | 2006-06-01 | 2008-08-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Image forming system and clear coating apparatus |
| US7941089B2 (en) | 2006-06-01 | 2011-05-10 | Canon Kabushiki Kaisha | Image forming system and clear coating apparatus |
| US7933544B2 (en) | 2006-06-06 | 2011-04-26 | Canon Kabushiki Kaisha | Image forming system |
| US8165515B2 (en) | 2006-06-06 | 2012-04-24 | Canon Kabushiki Kaisha | Image forming system |
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