JPH0832878A - 読出回路 - Google Patents
読出回路Info
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- JPH0832878A JPH0832878A JP6165107A JP16510794A JPH0832878A JP H0832878 A JPH0832878 A JP H0832878A JP 6165107 A JP6165107 A JP 6165107A JP 16510794 A JP16510794 A JP 16510794A JP H0832878 A JPH0832878 A JP H0832878A
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- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 5
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 7
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 7
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- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 2
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- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 2
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- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 2
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 2
Landscapes
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 固体撮像素子からの読出信号の雑音を除去す
ることができると共に、小型化することができる読出回
路の提供。 【構成】 S/H部2,4,6,8は、それぞれタイミ
ングジェネレータ12から供給されるサンプルホールド
パルスSH1〜SH4に基づいてCCD1からの読出信
号を保持し、S/H部3,7は、それぞれサンプルホー
ルドパルスSH2,SH4に基づいてS/H部2,6の
出力を保持し、差動増幅器5は、S/H部3,4の出力
の差を求め、差動増幅器9は、S/H部7,8の出力の
差を求め、加算器11は、差動増幅器5,9の出力を加
算して出力端子10に出力する。
ることができると共に、小型化することができる読出回
路の提供。 【構成】 S/H部2,4,6,8は、それぞれタイミ
ングジェネレータ12から供給されるサンプルホールド
パルスSH1〜SH4に基づいてCCD1からの読出信
号を保持し、S/H部3,7は、それぞれサンプルホー
ルドパルスSH2,SH4に基づいてS/H部2,6の
出力を保持し、差動増幅器5は、S/H部3,4の出力
の差を求め、差動増幅器9は、S/H部7,8の出力の
差を求め、加算器11は、差動増幅器5,9の出力を加
算して出力端子10に出力する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、読出回路に関し、例え
ば電荷結合素子等からなる固体撮像素子から読出信号を
読み出し、読出信号に重畳されているリセットノイズ等
の雑音を低減させて出力する読出回路に関する。
ば電荷結合素子等からなる固体撮像素子から読出信号を
読み出し、読出信号に重畳されているリセットノイズ等
の雑音を低減させて出力する読出回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、被写体からの光を撮像する撮
像素子として電荷結合素子を用いて構成した固体撮像素
子(以下、CCDイメージセンサという)を用いた撮像
装置が知られており、小型で軽量であるために広く使用
されている。ところで、上記CCDイメージセンサを用
いた撮像装置では、CCDイメージセンサから読み出さ
れる読出信号にリセットノイズ等の雑音を含むためこれ
らの雑音を除去することが必要となる。
像素子として電荷結合素子を用いて構成した固体撮像素
子(以下、CCDイメージセンサという)を用いた撮像
装置が知られており、小型で軽量であるために広く使用
されている。ところで、上記CCDイメージセンサを用
いた撮像装置では、CCDイメージセンサから読み出さ
れる読出信号にリセットノイズ等の雑音を含むためこれ
らの雑音を除去することが必要となる。
【0003】具体的には、上記CCDイメージセンサ
は、各画素からの撮像光に応じた電荷を読出信号として
出力する出力部に、転送レジスタから供給される電荷を
増幅するいわゆる浮遊拡散アンプ(以下、FDアンプ:
Floating Diffusion Amplifierという)と、浮遊拡散ア
ンプの出力を増幅する出力アンプと、外部から供給され
るリセットゲートパルスに基づいてFDアンプをリセッ
トするリセットゲート等を備えている。
は、各画素からの撮像光に応じた電荷を読出信号として
出力する出力部に、転送レジスタから供給される電荷を
増幅するいわゆる浮遊拡散アンプ(以下、FDアンプ:
Floating Diffusion Amplifierという)と、浮遊拡散ア
ンプの出力を増幅する出力アンプと、外部から供給され
るリセットゲートパルスに基づいてFDアンプをリセッ
トするリセットゲート等を備えている。
【0004】そして、CCDイメージセンサから撮像光
に応じた読出信号を出力するときは、まず、リセットゲ
ートが、外部から供給されるリセットゲートパルスに基
づいてリセット電圧をスイッチングしてFDアンプに供
給し、FDアンプを一定電位に充電してリセットする。
このとき、出力アンプには、FDアンプからのリセット
電圧が供給され、出力アンプはリセットゲートパルスに
応じた電位(以下、ゲートリセットレベルという)を出
力する。
に応じた読出信号を出力するときは、まず、リセットゲ
ートが、外部から供給されるリセットゲートパルスに基
づいてリセット電圧をスイッチングしてFDアンプに供
給し、FDアンプを一定電位に充電してリセットする。
このとき、出力アンプには、FDアンプからのリセット
電圧が供給され、出力アンプはリセットゲートパルスに
応じた電位(以下、ゲートリセットレベルという)を出
力する。
【0005】リセット電圧の供給が終了すると、FDア
ンプは一定電位に充電される。このとき、出力アンプに
は、この一定電位が供給され、出力アンプは、この一定
電位に応じた電位(以下、フィードスルーレベルとい
う)を出力する。さらに、FDアンプには、転送レジス
タから撮像光に応じた各画素からの電荷が供給される。
FDアンプは、転送レジスタから供給される電荷を増幅
して出力アンプに供給し、出力アンプは、撮像光に応じ
た電荷による電位を増幅して信号レベルを出力する。
ンプは一定電位に充電される。このとき、出力アンプに
は、この一定電位が供給され、出力アンプは、この一定
電位に応じた電位(以下、フィードスルーレベルとい
う)を出力する。さらに、FDアンプには、転送レジス
タから撮像光に応じた各画素からの電荷が供給される。
FDアンプは、転送レジスタから供給される電荷を増幅
して出力アンプに供給し、出力アンプは、撮像光に応じ
た電荷による電位を増幅して信号レベルを出力する。
【0006】しかしながら、このFDアンプは、リセッ
トゲートがオフするときの雑音等によって、リセット毎
に異なる電圧に充電される。すなわち、この電圧がリセ
ットノイズとして、上記フィードスルーレベルと信号レ
ベルとに重畳される。このため、CCDイメージセンサ
からの読出信号を読み出す読出回路には、読出信号に重
畳されているリセットノイズを低減させるために、いわ
ゆる相関二重サンプリング回路(以下、CDS:Correl
ated Double Samplingという)が用いられている。
トゲートがオフするときの雑音等によって、リセット毎
に異なる電圧に充電される。すなわち、この電圧がリセ
ットノイズとして、上記フィードスルーレベルと信号レ
ベルとに重畳される。このため、CCDイメージセンサ
からの読出信号を読み出す読出回路には、読出信号に重
畳されているリセットノイズを低減させるために、いわ
ゆる相関二重サンプリング回路(以下、CDS:Correl
ated Double Samplingという)が用いられている。
【0007】具体的には、このCDSは、例えば図3に
示すように、CCDイメージセンサから入力端子20に
供給される読出信号を保持、すなわちサンプルホールド
する第1のサンプルホールド部21と、第1のサンプル
ホールド部21の出力をサンプルホールドする第2のサ
ンプルホールド部22と、読出信号をサンプルホールド
する第3のサンプルホールド部23と、第2のサンプル
ホールド部22と第3のサンプルホールド部23の出力
の差を求めて出力端子24に出力する差動アンプ25を
備えている。
示すように、CCDイメージセンサから入力端子20に
供給される読出信号を保持、すなわちサンプルホールド
する第1のサンプルホールド部21と、第1のサンプル
ホールド部21の出力をサンプルホールドする第2のサ
ンプルホールド部22と、読出信号をサンプルホールド
する第3のサンプルホールド部23と、第2のサンプル
ホールド部22と第3のサンプルホールド部23の出力
の差を求めて出力端子24に出力する差動アンプ25を
備えている。
【0008】そして、第1のサンプルホールド部21
は、タイミング信号SHPに基づいてCCDイメージセ
ンサからの読出信号のフィードスルーレベルを保持し、
第2及び第3のサンプルホールド部22,23は、タイ
ミング信号SHDに基づいてそれぞれ第1のサンプルホ
ールド部21の出力と読出信号の信号レベルを保持し、
差動アンプ25は、第2及び第3のサンプルホールド部
22,23の出力の差を求めて出力端子24に出力す
る。
は、タイミング信号SHPに基づいてCCDイメージセ
ンサからの読出信号のフィードスルーレベルを保持し、
第2及び第3のサンプルホールド部22,23は、タイ
ミング信号SHDに基づいてそれぞれ第1のサンプルホ
ールド部21の出力と読出信号の信号レベルを保持し、
差動アンプ25は、第2及び第3のサンプルホールド部
22,23の出力の差を求めて出力端子24に出力す
る。
【0009】これにより、このCDSは、読出信号のフ
ィードスルーレベルと信号レベルの差を取り出して、供
給された読出信号に重畳されているリセットノイズ等を
除去するようになっている。
ィードスルーレベルと信号レベルの差を取り出して、供
給された読出信号に重畳されているリセットノイズ等を
除去するようになっている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】上述のCCDイメージ
センサの出力部に備えられている出力アンプは、例えば
MOS型の電解効果型トランジスタ(以下、MOS−F
ETという)等からなり、このMOS−FETでは、低
周波数領域で顕著ないわゆる1/f雑音と全周波数領域
に亘ってレベルが一定の白色雑音が発生し、これらの雑
音が読出信号に重畳される。
センサの出力部に備えられている出力アンプは、例えば
MOS型の電解効果型トランジスタ(以下、MOS−F
ETという)等からなり、このMOS−FETでは、低
周波数領域で顕著ないわゆる1/f雑音と全周波数領域
に亘ってレベルが一定の白色雑音が発生し、これらの雑
音が読出信号に重畳される。
【0011】このため、CCDイメージセンサからの読
出信号には、上述のリセットノイズの他に、1/f雑音
及び白色雑音が重畳されている。これらの雑音の内、リ
セットノイズは、上述のようにCDSで除去され、1/
f雑音は、CDSの伝達特性が低周波数領域で減衰して
いるために低減される。また、CCDイメージセンサか
らの読出信号は、上述のように各画素毎にフィードスル
ーレベルと信号レベルの差としてサンプリングされる。
このため、このサンプリングのサンプリング周波数をf
S とすると、例えば上述の白色雑音等の内、ナイキスト
周波数fS /2より高い周波数の成分は、ナイキスト周
波数fS/2以下の周波数に折り返され、この折り返さ
れた成分が折り返し雑音として各画素からの信号に重畳
される。この折り返し雑音は、その周波数が低いため
に、再生される画像中で際立ち、画質劣化の原因となっ
ている。
出信号には、上述のリセットノイズの他に、1/f雑音
及び白色雑音が重畳されている。これらの雑音の内、リ
セットノイズは、上述のようにCDSで除去され、1/
f雑音は、CDSの伝達特性が低周波数領域で減衰して
いるために低減される。また、CCDイメージセンサか
らの読出信号は、上述のように各画素毎にフィードスル
ーレベルと信号レベルの差としてサンプリングされる。
このため、このサンプリングのサンプリング周波数をf
S とすると、例えば上述の白色雑音等の内、ナイキスト
周波数fS /2より高い周波数の成分は、ナイキスト周
波数fS/2以下の周波数に折り返され、この折り返さ
れた成分が折り返し雑音として各画素からの信号に重畳
される。この折り返し雑音は、その周波数が低いため
に、再生される画像中で際立ち、画質劣化の原因となっ
ている。
【0012】ところで、CCDイメージセンサからの読
出信号に重畳されている雑音を低減させる回路として
は、上述のCDSの他に、ディレイラインを用いた遅延
差雑音除去回路(以下、DDS:Delayed and Differen
tial noise Suppressionという)が知られている。この
DDSは、例えば図4に示すように、CCDイメージセ
ンサから入力端子30に供給される読出信号を遅延させ
るディレイライン31と、このディレイライン31の出
力と入力端子30からの読出信号の差を求める差動増幅
器32と、ゲートパルスに基づいて差動増幅器32の出
力を出力端子33に供給するゲート回路33とを備えて
いる。
出信号に重畳されている雑音を低減させる回路として
は、上述のCDSの他に、ディレイラインを用いた遅延
差雑音除去回路(以下、DDS:Delayed and Differen
tial noise Suppressionという)が知られている。この
DDSは、例えば図4に示すように、CCDイメージセ
ンサから入力端子30に供給される読出信号を遅延させ
るディレイライン31と、このディレイライン31の出
力と入力端子30からの読出信号の差を求める差動増幅
器32と、ゲートパルスに基づいて差動増幅器32の出
力を出力端子33に供給するゲート回路33とを備えて
いる。
【0013】このDDSでは、ディレイライン31によ
りCCDイメージセンサからの読出信号を遅延させ、こ
の遅延させた読出信号のフィードスルーレベル(あるい
は信号レベル)と遅延させていない読出信号の信号レベ
ル(あるいはフィードスルーレベル)が一致するように
ディレイライン31の遅延時間を設定し、差動増幅器3
2によりディレイライン31からの遅延させた読出信号
と入力端子30からの遅延させていない読出信号との差
を求めるようになっている。
りCCDイメージセンサからの読出信号を遅延させ、こ
の遅延させた読出信号のフィードスルーレベル(あるい
は信号レベル)と遅延させていない読出信号の信号レベ
ル(あるいはフィードスルーレベル)が一致するように
ディレイライン31の遅延時間を設定し、差動増幅器3
2によりディレイライン31からの遅延させた読出信号
と入力端子30からの遅延させていない読出信号との差
を求めるようになっている。
【0014】また、このDDSでは、ゲート回路34に
より差動増幅器32の出力をスイッチングして、遅延さ
せた読出信号のフィードスルーレベル(あるいは信号レ
ベル)が出力されるタイミングで差動増幅器32の出力
を読出信号として出力端子33に出力するようになって
いる。これにより、このDDSは、フィードスルーレベ
ルと信号レベルとの差を求めて出力すると共に、上述の
リセットノイズを除去するようになっている。また、こ
のDDSでは、ゲート回路34により、必要な信号電圧
すなわちフィードスルーレベルと信号レベルとの差のみ
を出力しているため、読出信号の帯域内に折り返される
雑音のレベルが極めて小さくなる。
より差動増幅器32の出力をスイッチングして、遅延さ
せた読出信号のフィードスルーレベル(あるいは信号レ
ベル)が出力されるタイミングで差動増幅器32の出力
を読出信号として出力端子33に出力するようになって
いる。これにより、このDDSは、フィードスルーレベ
ルと信号レベルとの差を求めて出力すると共に、上述の
リセットノイズを除去するようになっている。また、こ
のDDSでは、ゲート回路34により、必要な信号電圧
すなわちフィードスルーレベルと信号レベルとの差のみ
を出力しているため、読出信号の帯域内に折り返される
雑音のレベルが極めて小さくなる。
【0015】また、このDDSを改良した回路として積
分形遅延差雑音除去回路(以下、IDDS:Integral D
elayed and Differential noise Suppression という)
が知られている。このIDDSでは、上述のDDSと同
様に、ディレイラインと差動増幅器を用いて遅延させた
読出信号のフィードスルーレベルと遅延させていない読
出信号の信号レベルとの差を求めるようになっている。
そして、このIDDSでは、求めたフィードスルーレベ
ルと信号レベルとの差を、例えばCR積分回路等の積分
回路により積分し、この積分回路の出力をサンプルホー
ルド回路等により保持して出力するようになっている。
分形遅延差雑音除去回路(以下、IDDS:Integral D
elayed and Differential noise Suppression という)
が知られている。このIDDSでは、上述のDDSと同
様に、ディレイラインと差動増幅器を用いて遅延させた
読出信号のフィードスルーレベルと遅延させていない読
出信号の信号レベルとの差を求めるようになっている。
そして、このIDDSでは、求めたフィードスルーレベ
ルと信号レベルとの差を、例えばCR積分回路等の積分
回路により積分し、この積分回路の出力をサンプルホー
ルド回路等により保持して出力するようになっている。
【0016】このIDDSでは、フィードスルーレベル
と信号レベルとの差を積分することによって高周波数領
域での応答を減衰させ、高周波数領域の雑音の折り返し
を抑制するようになっている。しかしながら、上記DD
S及びIDDSはディレイラインを必要とし、精度が高
く(温度等の)環境の変化の影響を受けないディレイラ
インは高価であるため回路のコストが高いものとなり、
また、ディレイラインが大型であるため、小型化が難し
く、集積回路として構成することができなかった。
と信号レベルとの差を積分することによって高周波数領
域での応答を減衰させ、高周波数領域の雑音の折り返し
を抑制するようになっている。しかしながら、上記DD
S及びIDDSはディレイラインを必要とし、精度が高
く(温度等の)環境の変化の影響を受けないディレイラ
インは高価であるため回路のコストが高いものとなり、
また、ディレイラインが大型であるため、小型化が難し
く、集積回路として構成することができなかった。
【0017】本発明は、上述のような問題点に鑑みてな
されたものであり、固体撮像素子からの読出信号に重畳
されているリセットノイズと1/f雑音を低減させるこ
とができると共に、回路の小型化を行なうことができ、
集積回路として構成することができる読出回路を提供す
ることを目的とする。また、本発明は、読出信号に重畳
される折り返し雑音を低減させることができる読出回路
を提供することを目的とする。
されたものであり、固体撮像素子からの読出信号に重畳
されているリセットノイズと1/f雑音を低減させるこ
とができると共に、回路の小型化を行なうことができ、
集積回路として構成することができる読出回路を提供す
ることを目的とする。また、本発明は、読出信号に重畳
される折り返し雑音を低減させることができる読出回路
を提供することを目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】本発明に係る読出回路
は、読出信号を出力する出力部としてリセットゲートを
有する増幅手段を備え、読出信号として、増幅手段がリ
セットゲートを介してリセットされるリセット期間にリ
セットレベルを出力し、基準期間にリセット後の増幅手
段の出力である基準レベルを出力し、信号期間に基準レ
ベルを基準とした値とされた信号レベルを出力する固体
撮像素子からの読出信号を読み出す読出回路であって、
リセット期間に読出信号を保持する第1の保持手段と、
リセット期間に読出信号を保持する第2の保持手段と、
第1の保持手段の出力と上記第2の保持手段の出力との
差を求める第1の減算手段と、基準期間に読出信号を保
持する第3の保持手段と、信号期間に読出信号を保持す
る第4の保持手段と、第3の保持手段の出力と第4の保
持手段の出力との差を求める第2の減算手段と、第1の
減算手段の出力と第2の減算手段の出力との和を求める
加算手段と、第1から第4の保持手段に読出信号の保持
を指示する指示信号を供給する制御手段とを備えること
を特徴として上述の課題を解決する。
は、読出信号を出力する出力部としてリセットゲートを
有する増幅手段を備え、読出信号として、増幅手段がリ
セットゲートを介してリセットされるリセット期間にリ
セットレベルを出力し、基準期間にリセット後の増幅手
段の出力である基準レベルを出力し、信号期間に基準レ
ベルを基準とした値とされた信号レベルを出力する固体
撮像素子からの読出信号を読み出す読出回路であって、
リセット期間に読出信号を保持する第1の保持手段と、
リセット期間に読出信号を保持する第2の保持手段と、
第1の保持手段の出力と上記第2の保持手段の出力との
差を求める第1の減算手段と、基準期間に読出信号を保
持する第3の保持手段と、信号期間に読出信号を保持す
る第4の保持手段と、第3の保持手段の出力と第4の保
持手段の出力との差を求める第2の減算手段と、第1の
減算手段の出力と第2の減算手段の出力との和を求める
加算手段と、第1から第4の保持手段に読出信号の保持
を指示する指示信号を供給する制御手段とを備えること
を特徴として上述の課題を解決する。
【0019】また、本発明に係る読出回路は、制御手段
からの第1の保持手段に読出信号の保持を指示する指示
信号と第3の保持手段に読出信号の保持を指示する指示
信号との位相が反転した関係にあり、制御手段からの第
2の保持手段に読出信号の保持を指示する指示信号と第
4の保持手段に読出信号の保持を指示する指示信号との
位相が反転した関係にあることを特徴として上述の課題
を解決する。
からの第1の保持手段に読出信号の保持を指示する指示
信号と第3の保持手段に読出信号の保持を指示する指示
信号との位相が反転した関係にあり、制御手段からの第
2の保持手段に読出信号の保持を指示する指示信号と第
4の保持手段に読出信号の保持を指示する指示信号との
位相が反転した関係にあることを特徴として上述の課題
を解決する。
【0020】
【作用】本発明に係る読出回路では、固体撮像素子は、
読出信号として、リセット期間にリセットレベルを出力
し、基準期間にリセット後の増幅手段の出力である基準
レベルを出力し、信号期間に基準レベルを基準とした値
とされた信号レベルを出力する。
読出信号として、リセット期間にリセットレベルを出力
し、基準期間にリセット後の増幅手段の出力である基準
レベルを出力し、信号期間に基準レベルを基準とした値
とされた信号レベルを出力する。
【0021】制御手段は、第1から第4の保持手段に読
出信号の保持を指示する。第1の保持手段と第2の保持
手段は制御手段からの指示信号に基づいて、リセット期
間に読出信号を保持し、第1の減算手段は第1の保持手
段の出力と第2の保持手段の出力との差を求める。すな
わち、第1及び第2の保持手段は、読出信号のリセット
レベルを保持する。
出信号の保持を指示する。第1の保持手段と第2の保持
手段は制御手段からの指示信号に基づいて、リセット期
間に読出信号を保持し、第1の減算手段は第1の保持手
段の出力と第2の保持手段の出力との差を求める。すな
わち、第1及び第2の保持手段は、読出信号のリセット
レベルを保持する。
【0022】第3の保持手段は制御手段からの指示信号
に基づいて基準期間に読出信号を保持し、第4の保持手
段は制御手段からの指示信号に基づいて信号期間に読出
信号を保持し、第2の減算手段は第3の保持手段の出力
と第4の保持手段の出力との差を求める。加算手段は第
1の減算手段の出力と第2の減算手段の出力との和を求
める。すなわち、第3の保持手段は読出信号の基準レベ
ルを保持し、第4の保持手段は読出信号の信号レベルを
保持し、第2の減算手段は基準レベルと信号レベルの差
を求め、加算手段は第1の減算手段の出力と第2の減算
手段の出力との和を求める。
に基づいて基準期間に読出信号を保持し、第4の保持手
段は制御手段からの指示信号に基づいて信号期間に読出
信号を保持し、第2の減算手段は第3の保持手段の出力
と第4の保持手段の出力との差を求める。加算手段は第
1の減算手段の出力と第2の減算手段の出力との和を求
める。すなわち、第3の保持手段は読出信号の基準レベ
ルを保持し、第4の保持手段は読出信号の信号レベルを
保持し、第2の減算手段は基準レベルと信号レベルの差
を求め、加算手段は第1の減算手段の出力と第2の減算
手段の出力との和を求める。
【0023】ここで、リセットノイズ等により、固体撮
像素子からの読出信号の基準レベルと信号レベルとに直
流成分が重畳されても、この読出回路では、基準レベル
と信号レベルとの差を求めて出力しているために一定の
出力が得られる。また、この読出回路では、読出信号を
第1から第4の保持手段によって保持しているため、低
周波数領域でのゲインが低下している。これにより、読
出信号に重畳されているいわゆる1/f雑音が低減され
る。
像素子からの読出信号の基準レベルと信号レベルとに直
流成分が重畳されても、この読出回路では、基準レベル
と信号レベルとの差を求めて出力しているために一定の
出力が得られる。また、この読出回路では、読出信号を
第1から第4の保持手段によって保持しているため、低
周波数領域でのゲインが低下している。これにより、読
出信号に重畳されているいわゆる1/f雑音が低減され
る。
【0024】ところで、読出信号には、固体撮像素子内
部で発生するいわゆる白色雑音が重畳されている。この
白色雑音は、第1から第4の保持手段で保持、すなわち
保持信号の周波数をサンプリング周波数fS としてサン
プリングされる際に、ナイキスト周波数(=fS /2)
以上の成分が低周波数側に折り返され、いわゆる折り返
し雑音が発生する。
部で発生するいわゆる白色雑音が重畳されている。この
白色雑音は、第1から第4の保持手段で保持、すなわち
保持信号の周波数をサンプリング周波数fS としてサン
プリングされる際に、ナイキスト周波数(=fS /2)
以上の成分が低周波数側に折り返され、いわゆる折り返
し雑音が発生する。
【0025】本発明に係る読出回路では、第1の保持手
段に読出信号の保持を指示する指示信号と、制御手段が
第3の保持手段に読出信号の保持を指示する指示信号と
の位相が反転した関係にあるため、第1及び第3の保持
手段で保持される読出信号に重畳される折り返し雑音の
和が0となる。また、この読出回路では、第2の保持手
段に読出信号の保持を指示する指示信号と、制御手段が
第4の保持手段に読出信号の保持を指示する指示信号と
の位相が反転した関係にあるため、第2及び第4の保持
手段で保持される読出信号に重畳される折り返し雑音の
和が0となる。
段に読出信号の保持を指示する指示信号と、制御手段が
第3の保持手段に読出信号の保持を指示する指示信号と
の位相が反転した関係にあるため、第1及び第3の保持
手段で保持される読出信号に重畳される折り返し雑音の
和が0となる。また、この読出回路では、第2の保持手
段に読出信号の保持を指示する指示信号と、制御手段が
第4の保持手段に読出信号の保持を指示する指示信号と
の位相が反転した関係にあるため、第2及び第4の保持
手段で保持される読出信号に重畳される折り返し雑音の
和が0となる。
【0026】これにより、この読出回路では、固体撮像
素子からの読出信号に重畳される折り返し雑音が除去さ
れる。
素子からの読出信号に重畳される折り返し雑音が除去さ
れる。
【0027】
【実施例】以下、本発明に係る読出回路の好適な実施例
を図面を参照しながら詳細に説明する。この実施例は、
電荷結合素子を用いて構成した固体撮像素子(以下、C
CDイメージセンサという)からの読出信号を読み出す
読出回路に本発明を適用したものである。
を図面を参照しながら詳細に説明する。この実施例は、
電荷結合素子を用いて構成した固体撮像素子(以下、C
CDイメージセンサという)からの読出信号を読み出す
読出回路に本発明を適用したものである。
【0028】この読出回路は、例えば図1に示すよう
に、CCDイメージセンサ1からの読出信号を保持する
サンプルホールド部(以下、S/H部という)2と、S
/H部2の出力を保持するS/H部3と、読出信号を保
持するS/H部4と、S/H部3の出力とS/H部4の
出力との差を求める第1の差動増幅器5とを備える。ま
た、この読出回路は、読出信号を保持するS/H部6
と、S/H部6の出力を保持するS/H部7と、読出信
号を保持するS/H部8と、S/H部7の出力とS/H
部8の出力との差を求める第2の差動増幅器9と、第1
の差動増幅器5の出力と第2の差動増幅器9の出力とを
加算して出力端子10から出力する加算器11と、上記
S/H部2〜4,6〜8に、信号の保持を指示する指示
信号を供給するタイミングジェネレータ12とを備え
る。
に、CCDイメージセンサ1からの読出信号を保持する
サンプルホールド部(以下、S/H部という)2と、S
/H部2の出力を保持するS/H部3と、読出信号を保
持するS/H部4と、S/H部3の出力とS/H部4の
出力との差を求める第1の差動増幅器5とを備える。ま
た、この読出回路は、読出信号を保持するS/H部6
と、S/H部6の出力を保持するS/H部7と、読出信
号を保持するS/H部8と、S/H部7の出力とS/H
部8の出力との差を求める第2の差動増幅器9と、第1
の差動増幅器5の出力と第2の差動増幅器9の出力とを
加算して出力端子10から出力する加算器11と、上記
S/H部2〜4,6〜8に、信号の保持を指示する指示
信号を供給するタイミングジェネレータ12とを備え
る。
【0029】上記CCDイメージセンサ1は、例えばタ
イミングジェネレータ12から供給される読出パルスに
応じて、撮像光に応じた電荷を転送レジスタにより転送
して読み出すようになっている。また、上記CCDイメ
ージセンサ1は、転送レジスタからの電荷を読出信号と
して出力する出力部に、例えば転送レジスタからの電荷
を増幅するいわゆる浮遊拡散アンプ(以下、FDアン
プ:Floating Diffusion Amplifierという)と、浮遊拡
散アンプの出力を増幅して読出信号として外部に出力す
る出力アンプと、タイミングジェネレータ12から供給
されるリセットゲートパルスに基づいてFDアンプをリ
セットするリセットゲート等を備えている。
イミングジェネレータ12から供給される読出パルスに
応じて、撮像光に応じた電荷を転送レジスタにより転送
して読み出すようになっている。また、上記CCDイメ
ージセンサ1は、転送レジスタからの電荷を読出信号と
して出力する出力部に、例えば転送レジスタからの電荷
を増幅するいわゆる浮遊拡散アンプ(以下、FDアン
プ:Floating Diffusion Amplifierという)と、浮遊拡
散アンプの出力を増幅して読出信号として外部に出力す
る出力アンプと、タイミングジェネレータ12から供給
されるリセットゲートパルスに基づいてFDアンプをリ
セットするリセットゲート等を備えている。
【0030】上記FDアンプは、一端が電気的に浮遊状
態となっている浮遊容量からなり、リセットゲートから
のリセット電圧により、読み出し毎にリセットされて一
定の電位に充電された後に、FDアンプに転送レジスタ
からの電荷が供給されるようになっている。すなわち、
このような構造のCCDイメージセンサ1からの電荷の
読出は、以下のように行なわれる。まず、リセットゲー
トは、上記FDアンプがリセットゲートを介してリセッ
トされるリセット期間に、タイミングジェネレータ12
からのリセットゲートパルスに基づいてリセット電圧を
スイッチングしてFDアンプに供給し、FDアンプをリ
セットする。このとき、出力アンプには、FDアンプか
らのリセット電圧が供給され、出力アンプは、例えば図
2(a)に示すように、リセット電圧に対応する電位
(以下、ゲートリセットレベルという)A1を出力す
る。
態となっている浮遊容量からなり、リセットゲートから
のリセット電圧により、読み出し毎にリセットされて一
定の電位に充電された後に、FDアンプに転送レジスタ
からの電荷が供給されるようになっている。すなわち、
このような構造のCCDイメージセンサ1からの電荷の
読出は、以下のように行なわれる。まず、リセットゲー
トは、上記FDアンプがリセットゲートを介してリセッ
トされるリセット期間に、タイミングジェネレータ12
からのリセットゲートパルスに基づいてリセット電圧を
スイッチングしてFDアンプに供給し、FDアンプをリ
セットする。このとき、出力アンプには、FDアンプか
らのリセット電圧が供給され、出力アンプは、例えば図
2(a)に示すように、リセット電圧に対応する電位
(以下、ゲートリセットレベルという)A1を出力す
る。
【0031】リセットゲートからのリセット電圧の供給
が終了すると、FDアンプは一定の電位に充電される。
そして、FDアンプは、基準レベルを出力する基準期間
に、この一定の電位を基準レベルとして出力アンプに供
給し、出力アンプはこの基準レベルに対応する電位(以
下、フィードスルーレベルという)B1を出力する。つ
ぎに、転送レジスタは、タイミングジェネレータ12か
らの読出パルスに応じて撮像光に応じたある画素の電荷
をFDアンプに供給する。そして、FDアンプは、フィ
ードスルーレベルを基準とした値とされた信号を出力す
る信号期間に、転送レジスタから供給された電荷に応じ
た電位を出力アンプに供給し、出力アンプはFDアンプ
からの電位に応じた電位(以下、信号レベルという)C
1を出力する。さらに、CCDイメージセンサ1は、上
述の動作を繰り返して次の画素の読出信号として、ゲー
トリセットレベルA2、フィードスルーレベルB2、信
号レベルC2を順次、出力する。
が終了すると、FDアンプは一定の電位に充電される。
そして、FDアンプは、基準レベルを出力する基準期間
に、この一定の電位を基準レベルとして出力アンプに供
給し、出力アンプはこの基準レベルに対応する電位(以
下、フィードスルーレベルという)B1を出力する。つ
ぎに、転送レジスタは、タイミングジェネレータ12か
らの読出パルスに応じて撮像光に応じたある画素の電荷
をFDアンプに供給する。そして、FDアンプは、フィ
ードスルーレベルを基準とした値とされた信号を出力す
る信号期間に、転送レジスタから供給された電荷に応じ
た電位を出力アンプに供給し、出力アンプはFDアンプ
からの電位に応じた電位(以下、信号レベルという)C
1を出力する。さらに、CCDイメージセンサ1は、上
述の動作を繰り返して次の画素の読出信号として、ゲー
トリセットレベルA2、フィードスルーレベルB2、信
号レベルC2を順次、出力する。
【0032】かくして、CCDイメージセンサ1は、読
出信号として、リセット期間にゲートリセットレベルを
出力し、基準期間にフィードスルーレベルを出力し、信
号期間にフィードスルーレベルを基準とした値とされた
信号レベルとを出力する。ところで、このFDアンプ
は、上記リセットゲートがオフするときの雑音によっ
て、リセット毎に異なる電圧に充電される。この電圧が
リセットノイズとして、CCDイメージセンサ1からの
読出信号に重畳され、リセット毎にフィードスルーレベ
ルB1,B2・・・、信号レベルC1,C2・・・が変
動する。
出信号として、リセット期間にゲートリセットレベルを
出力し、基準期間にフィードスルーレベルを出力し、信
号期間にフィードスルーレベルを基準とした値とされた
信号レベルとを出力する。ところで、このFDアンプ
は、上記リセットゲートがオフするときの雑音によっ
て、リセット毎に異なる電圧に充電される。この電圧が
リセットノイズとして、CCDイメージセンサ1からの
読出信号に重畳され、リセット毎にフィードスルーレベ
ルB1,B2・・・、信号レベルC1,C2・・・が変
動する。
【0033】すなわち、リセットノイズがCCDイメー
ジセンサ1からの読出信号に重畳されているため、上記
フィードスルーレベルBn(n=1,2,3,・・・)
は、Bn=VR +VN (VR :リセット電圧、VN :リ
セットノイズの電圧)となり、信号レベルCnは、Cn
=VS +VN (VS :読出信号の電圧)となる。このリ
セットノイズを除去するため、この読出回路では、CC
Dイメージセンサ1からの読出信号のフィードスルーレ
ベルと信号レベルとの差を求めるようになっている。具
体的には、上記S/H部6は、タイミングジェネレータ
12からの指示により読出信号のフィードスルーレベル
を保持し、保持したフィードスルーレベルを上記S/H
部7を介して差動増幅器9に供給する。また、上記S/
H部8は、タイミングジェネレータ12からの指示によ
り読出信号の信号レベルを保持し、保持した信号レベル
を差動増幅器9に供給する。そして、差動増幅器9はS
/H部7からのフィードスルーレベルとS/H部8から
の信号レベルとの差を求めて加算器11に供給するよう
になっている。
ジセンサ1からの読出信号に重畳されているため、上記
フィードスルーレベルBn(n=1,2,3,・・・)
は、Bn=VR +VN (VR :リセット電圧、VN :リ
セットノイズの電圧)となり、信号レベルCnは、Cn
=VS +VN (VS :読出信号の電圧)となる。このリ
セットノイズを除去するため、この読出回路では、CC
Dイメージセンサ1からの読出信号のフィードスルーレ
ベルと信号レベルとの差を求めるようになっている。具
体的には、上記S/H部6は、タイミングジェネレータ
12からの指示により読出信号のフィードスルーレベル
を保持し、保持したフィードスルーレベルを上記S/H
部7を介して差動増幅器9に供給する。また、上記S/
H部8は、タイミングジェネレータ12からの指示によ
り読出信号の信号レベルを保持し、保持した信号レベル
を差動増幅器9に供給する。そして、差動増幅器9はS
/H部7からのフィードスルーレベルとS/H部8から
の信号レベルとの差を求めて加算器11に供給するよう
になっている。
【0034】ここで、この読出回路の具体的な動作を説
明する。まず、タイミングジェネレータ12は、図2
(f)に示すように、CCDイメージセンサ1に上記F
Dアンプのリセットと読出信号の出力を指示するリセッ
トゲートパルス(以下、RGパルスという)を供給した
後、図2(b)〜図2(e)に示すように、サンプルホ
ールドパルスSH1〜SH4を順次出力する。具体的に
は、タイミングジェネレータ12は、RGパルスと図2
(g)に示すRGパルスの2倍の周波数を有するクロッ
クCLKとに基づいてサンプルホールドパルスSH1〜
SH4を発生する。
明する。まず、タイミングジェネレータ12は、図2
(f)に示すように、CCDイメージセンサ1に上記F
Dアンプのリセットと読出信号の出力を指示するリセッ
トゲートパルス(以下、RGパルスという)を供給した
後、図2(b)〜図2(e)に示すように、サンプルホ
ールドパルスSH1〜SH4を順次出力する。具体的に
は、タイミングジェネレータ12は、RGパルスと図2
(g)に示すRGパルスの2倍の周波数を有するクロッ
クCLKとに基づいてサンプルホールドパルスSH1〜
SH4を発生する。
【0035】CCDイメージセンサ1は、タイミングジ
ェネレータ12からの読出パルスに基づいて撮像光に応
じた電荷を転送レジスタにより転送して読み出し、該読
み出した電荷をFDアンプ及び出力アンプにより増幅
し、読出信号としてS/H部2,4,6,8に供給す
る。すなわち、CCDイメージセンサ1は、上述したよ
うにゲートリセットレベル、フィードスルーレベル、信
号レベルを順次出力してS/H部2,4,6,8に供給
する。
ェネレータ12からの読出パルスに基づいて撮像光に応
じた電荷を転送レジスタにより転送して読み出し、該読
み出した電荷をFDアンプ及び出力アンプにより増幅
し、読出信号としてS/H部2,4,6,8に供給す
る。すなわち、CCDイメージセンサ1は、上述したよ
うにゲートリセットレベル、フィードスルーレベル、信
号レベルを順次出力してS/H部2,4,6,8に供給
する。
【0036】ここで、タイミングジェネレータ12は、
サンプルホールドパルス(以下、S/Hパルスという)
SH1,SH2を上記ゲートリセットレベルと同じタイ
ミングで出力し、S/HパルスSH3を上記フィードス
ルーレベルと同じタイミングで出力し、S/HパルスS
H4を上記信号レベルと同じタイミングで出力するよう
になっている。
サンプルホールドパルス(以下、S/Hパルスという)
SH1,SH2を上記ゲートリセットレベルと同じタイ
ミングで出力し、S/HパルスSH3を上記フィードス
ルーレベルと同じタイミングで出力し、S/HパルスS
H4を上記信号レベルと同じタイミングで出力するよう
になっている。
【0037】第1のS/H部2は、例えば図2(b)に
示すタイミングジェネレータ12からのS/HパルスS
H1に応じて読出信号を保持し、保持した読出信号をS
/H部3に供給する。S/HパルスSH1は、CCDイ
メージセンサ1からゲートリセットレベルが出力される
タイミングで供給されるため、S/H部2は読出信号の
ゲートリセットレベルを保持する。
示すタイミングジェネレータ12からのS/HパルスS
H1に応じて読出信号を保持し、保持した読出信号をS
/H部3に供給する。S/HパルスSH1は、CCDイ
メージセンサ1からゲートリセットレベルが出力される
タイミングで供給されるため、S/H部2は読出信号の
ゲートリセットレベルを保持する。
【0038】第2のS/H部4は、例えば図2(c)に
示すS/HパルスSH2に応じて読出信号を保持し、保
持した読出信号を差動増幅器5に供給する。S/Hパル
スSH2は、CCDイメージセンサ1からゲートリセッ
トレベルが出力されるタイミングで供給されるため、S
/H部4は読出信号のゲートリセットレベルを保持す
る。
示すS/HパルスSH2に応じて読出信号を保持し、保
持した読出信号を差動増幅器5に供給する。S/Hパル
スSH2は、CCDイメージセンサ1からゲートリセッ
トレベルが出力されるタイミングで供給されるため、S
/H部4は読出信号のゲートリセットレベルを保持す
る。
【0039】ところで、上述のCCDイメージセンサ1
の出力部の出力アンプは、例えばMOS型の電解効果型
トランジスタ(以下、MOS−FETという)等からな
り、このMOS−FETでは、低周波数領域で顕著ない
わゆる1/f雑音と全周波数領域に亘ってレベルが一定
の白色雑音が発生し、これらの雑音が読出信号に重畳さ
れる。このため、CCDイメージセンサ1からの読出信
号には、上述のリセットノイズの他に、1/f雑音及び
白色雑音が重畳されている。
の出力部の出力アンプは、例えばMOS型の電解効果型
トランジスタ(以下、MOS−FETという)等からな
り、このMOS−FETでは、低周波数領域で顕著ない
わゆる1/f雑音と全周波数領域に亘ってレベルが一定
の白色雑音が発生し、これらの雑音が読出信号に重畳さ
れる。このため、CCDイメージセンサ1からの読出信
号には、上述のリセットノイズの他に、1/f雑音及び
白色雑音が重畳されている。
【0040】このため、上述のようにS/H部2,4に
おいてCCDイメージセンサ1からの読出信号を保持す
なわちサンプリングした場合、このサンプリングの周波
数をfS (すなわちリセットゲートパルスの周波数
fRG)とすると、白色雑音等のナイキスト周波数fS /
2より高い周波数の成分は、ナイキスト周波数fS /2
以下の周波数に折り返され、この折り返された成分が折
り返し雑音として読出信号に重畳される。この折り返し
雑音は、その周波数が低いために、再生される画像中で
際立ち、画質劣化の原因となっている。
おいてCCDイメージセンサ1からの読出信号を保持す
なわちサンプリングした場合、このサンプリングの周波
数をfS (すなわちリセットゲートパルスの周波数
fRG)とすると、白色雑音等のナイキスト周波数fS /
2より高い周波数の成分は、ナイキスト周波数fS /2
以下の周波数に折り返され、この折り返された成分が折
り返し雑音として読出信号に重畳される。この折り返し
雑音は、その周波数が低いために、再生される画像中で
際立ち、画質劣化の原因となっている。
【0041】具体的には、上記S/H部2で保持される
ゲートリセットレベルの電圧V1 は、V1 =VRG+VA1
(VRG:リセットゲートのかぶり、VA1:折り返し雑
音)となり、上記S/H部4で保持されるゲートリセッ
トレベルの電圧V2 は、V2 =VRG+VA2(VA2:折り
返し雑音)となっている。また、S/H部3は、S/H
パルスSH2に応じて、上記S/H部2の出力を保持
し、保持した出力を差動増幅器5に供給する。
ゲートリセットレベルの電圧V1 は、V1 =VRG+VA1
(VRG:リセットゲートのかぶり、VA1:折り返し雑
音)となり、上記S/H部4で保持されるゲートリセッ
トレベルの電圧V2 は、V2 =VRG+VA2(VA2:折り
返し雑音)となっている。また、S/H部3は、S/H
パルスSH2に応じて、上記S/H部2の出力を保持
し、保持した出力を差動増幅器5に供給する。
【0042】上記差動増幅器5は、S/H部3の出力
と、S/H部4の出力の差を求めて加算器11に供給す
る。このとき、差動増幅器5から加算器11に供給され
る電圧V1 −V2 は、V1 −V2 =(VRG+VA1)−
(VRG+VA2)=VA1−VA2となり、リセットゲートの
かぶりVRGが除去され、折り返し雑音の成分のみとなっ
ている。
と、S/H部4の出力の差を求めて加算器11に供給す
る。このとき、差動増幅器5から加算器11に供給され
る電圧V1 −V2 は、V1 −V2 =(VRG+VA1)−
(VRG+VA2)=VA1−VA2となり、リセットゲートの
かぶりVRGが除去され、折り返し雑音の成分のみとなっ
ている。
【0043】一方、第3のS/H部6は、例えば図2
(d)に示すS/HパルスSH3に応じて読出信号を保
持し、保持した読出信号をS/H部7に供給する。S/
HパルスSH3は、CCDイメージセンサ1からフィー
ドスルーレベルが出力されるタイミングで供給されるた
め、S/H部6は読出信号のフィードスルーレベルを保
持する。
(d)に示すS/HパルスSH3に応じて読出信号を保
持し、保持した読出信号をS/H部7に供給する。S/
HパルスSH3は、CCDイメージセンサ1からフィー
ドスルーレベルが出力されるタイミングで供給されるた
め、S/H部6は読出信号のフィードスルーレベルを保
持する。
【0044】ここで、このS/H部6に供給されるS/
HパルスSH3は、上記S/HパルスSH1と位相が反
転した関係にあるため、S/H部6で保持される読出信
号中の折り返し雑音は上記S/H部2で保持される読出
信号中の折り返し雑音に対して位相が反転した状態とな
っている。すなわち、このS/H部6で保持されるフィ
ードスルーレベルの電圧V3 は、V3 =VRST −V
A1(VRST :リセット電圧、VRST =VR +VN )とな
る。
HパルスSH3は、上記S/HパルスSH1と位相が反
転した関係にあるため、S/H部6で保持される読出信
号中の折り返し雑音は上記S/H部2で保持される読出
信号中の折り返し雑音に対して位相が反転した状態とな
っている。すなわち、このS/H部6で保持されるフィ
ードスルーレベルの電圧V3 は、V3 =VRST −V
A1(VRST :リセット電圧、VRST =VR +VN )とな
る。
【0045】第4のS/H部8は、例えば図2(e)に
示すS/HパルスSH4に応じて読出信号を保持し、保
持した読出信号を差動増幅器9に供給する。S/Hパル
スSH4は、CCDイメージセンサ1から信号レベルが
出力されるタイミングで供給されるため、S/H部8は
読出信号の信号レベルを保持する。ここで、このS/H
部8に供給されるS/HパルスSH4は、上記S/Hパ
ルスSH2と位相が反転した関係にあるため、S/H部
8で保持される読出信号中の折り返し雑音は上記S/H
部4で保持される読出信号中の折り返し雑音に対して位
相が反転した状態となっている。すなわち、このS/H
部8で保持される信号レベルの電圧V4 は、V4 =V
RST −VA2+VS (VS :信号)となる。
示すS/HパルスSH4に応じて読出信号を保持し、保
持した読出信号を差動増幅器9に供給する。S/Hパル
スSH4は、CCDイメージセンサ1から信号レベルが
出力されるタイミングで供給されるため、S/H部8は
読出信号の信号レベルを保持する。ここで、このS/H
部8に供給されるS/HパルスSH4は、上記S/Hパ
ルスSH2と位相が反転した関係にあるため、S/H部
8で保持される読出信号中の折り返し雑音は上記S/H
部4で保持される読出信号中の折り返し雑音に対して位
相が反転した状態となっている。すなわち、このS/H
部8で保持される信号レベルの電圧V4 は、V4 =V
RST −VA2+VS (VS :信号)となる。
【0046】また、上記S/H部7は、S/HパルスS
H4に応じて、S/H部6の出力を保持する。すなわ
ち、S/H部3は、上記フィードスルーレベルの電圧V
3 を保持し、保持した読出信号を差動増幅器9に供給す
る。差動増幅器9は、S/H部7の出力と、S/H部8
の出力の差を求めて加算器11に供給する。このとき、
差動増幅器9から加算器11に供給される電圧V3−V4
は、V3 −V4 =(VRST −VA1)−(VRST −VA2
+VS )=−VA1+VA2−VS となり、リセット電圧V
RST が除去され、折り返し雑音の成分と読出信号の成分
のみとなっている。
H4に応じて、S/H部6の出力を保持する。すなわ
ち、S/H部3は、上記フィードスルーレベルの電圧V
3 を保持し、保持した読出信号を差動増幅器9に供給す
る。差動増幅器9は、S/H部7の出力と、S/H部8
の出力の差を求めて加算器11に供給する。このとき、
差動増幅器9から加算器11に供給される電圧V3−V4
は、V3 −V4 =(VRST −VA1)−(VRST −VA2
+VS )=−VA1+VA2−VS となり、リセット電圧V
RST が除去され、折り返し雑音の成分と読出信号の成分
のみとなっている。
【0047】加算器11は、差動増幅器5の出力と差動
増幅器9の出力を加算して出力端子10に供給する。す
なわち、この加算器11の出力電圧VOUT は、次式で表
わされる。
増幅器9の出力を加算して出力端子10に供給する。す
なわち、この加算器11の出力電圧VOUT は、次式で表
わされる。
【0048】
【数1】
【0049】すなわち、上式から明らかなように、ゲー
トリセットレベルの電圧V1 中の折り返し雑音とフィー
ドスルーレベルの電圧V3 中の折り返し雑音との位相が
反転した状態となっているためにこれらの和が0とな
り、ゲートリセットレベルの電圧V2 中の折り返し雑音
と信号レベルの電圧V4 中の折り返し雑音の位相が反転
した状態となっているためにこれらの和が0となって折
り返し雑音が除去される。
トリセットレベルの電圧V1 中の折り返し雑音とフィー
ドスルーレベルの電圧V3 中の折り返し雑音との位相が
反転した状態となっているためにこれらの和が0とな
り、ゲートリセットレベルの電圧V2 中の折り返し雑音
と信号レベルの電圧V4 中の折り返し雑音の位相が反転
した状態となっているためにこれらの和が0となって折
り返し雑音が除去される。
【0050】これにより、この読出回路では、CCDイ
メージセンサ1からの読出信号に重畳されているリセッ
ト電圧(リセットノイズ)を除去すると共に、S/H部
で読出信号を保持する際に発生する折り返し雑音を除去
している。また、この読出回路では、上述のようにS/
HパルスSH1〜SH4に基づいてCCDイメージセン
サ1からの読出信号を保持しているため、低周波数領域
の伝達特性が低下している。このため、CCDイメージ
センサ1からの読出信号に重畳されているいわゆる1/
f雑音が低減される。
メージセンサ1からの読出信号に重畳されているリセッ
ト電圧(リセットノイズ)を除去すると共に、S/H部
で読出信号を保持する際に発生する折り返し雑音を除去
している。また、この読出回路では、上述のようにS/
HパルスSH1〜SH4に基づいてCCDイメージセン
サ1からの読出信号を保持しているため、低周波数領域
の伝達特性が低下している。このため、CCDイメージ
センサ1からの読出信号に重畳されているいわゆる1/
f雑音が低減される。
【0051】この結果、この読出回路では、CCDイメ
ージセンサ1からの読出信号に重畳されているリセット
ノイズ及び1/f雑音を除去することができると共に、
折り返し雑音を除去することができる。また、この読出
回路は、回路を小型化する上で不利なディレイラインを
必要としないため、回路を小型化することができる。こ
のため、この読出回路は、集積回路としてコンパクトに
構成することができ、例えば撮像装置等に適用すれば装
置を小型化することができる。
ージセンサ1からの読出信号に重畳されているリセット
ノイズ及び1/f雑音を除去することができると共に、
折り返し雑音を除去することができる。また、この読出
回路は、回路を小型化する上で不利なディレイラインを
必要としないため、回路を小型化することができる。こ
のため、この読出回路は、集積回路としてコンパクトに
構成することができ、例えば撮像装置等に適用すれば装
置を小型化することができる。
【0052】
【発明の効果】本発明に係る読出回路では、固体撮像素
子は、読出信号として、リセット期間にリセットレベル
を出力し、基準期間にリセット後の増幅手段の出力であ
る基準レベルを出力し、信号期間に基準レベルを基準と
した値とされた信号レベルを出力する。
子は、読出信号として、リセット期間にリセットレベル
を出力し、基準期間にリセット後の増幅手段の出力であ
る基準レベルを出力し、信号期間に基準レベルを基準と
した値とされた信号レベルを出力する。
【0053】制御手段は、第1から第4の保持手段に読
出信号の保持を指示する。第1の保持手段と第2の保持
手段は制御手段からの指示信号に基づいて、リセット期
間に読出信号を保持し、第1の減算手段は第1の保持手
段の出力と第2の保持手段の出力との差を求める。すな
わち、第1及び第2の保持手段は、読出信号のリセット
レベルを保持する。
出信号の保持を指示する。第1の保持手段と第2の保持
手段は制御手段からの指示信号に基づいて、リセット期
間に読出信号を保持し、第1の減算手段は第1の保持手
段の出力と第2の保持手段の出力との差を求める。すな
わち、第1及び第2の保持手段は、読出信号のリセット
レベルを保持する。
【0054】第3の保持手段は制御手段からの指示信号
に基づいて基準期間に読出信号を保持し、第4の保持手
段は制御手段からの指示信号に基づいて信号期間に読出
信号を保持し、第2の減算手段は第3の保持手段の出力
と第4の保持手段の出力との差を求める。加算手段は第
1の減算手段の出力と第2の減算手段の出力との和を求
める。すなわち、第3の保持手段は読出信号の基準レベ
ルを保持し、第4の保持手段は読出信号の信号レベルを
保持し、第2の減算手段は基準レベルと信号レベルの差
を求め、加算手段は第1の減算手段の出力と第2の減算
手段の出力との和を求める。
に基づいて基準期間に読出信号を保持し、第4の保持手
段は制御手段からの指示信号に基づいて信号期間に読出
信号を保持し、第2の減算手段は第3の保持手段の出力
と第4の保持手段の出力との差を求める。加算手段は第
1の減算手段の出力と第2の減算手段の出力との和を求
める。すなわち、第3の保持手段は読出信号の基準レベ
ルを保持し、第4の保持手段は読出信号の信号レベルを
保持し、第2の減算手段は基準レベルと信号レベルの差
を求め、加算手段は第1の減算手段の出力と第2の減算
手段の出力との和を求める。
【0055】すなわち、この読出回路では、基準レベル
と信号レベルの差を求めることにより、固体撮像素子か
らの読出信号に重畳されているリセットノイズ等の雑音
を除去することができると共に、回路を小型化する上で
不利なディレイラインを必要としないため、回路を小型
化することができ、また、集積回路として構成すること
ができる。また、この読出回路では、上述のように保持
手段により読出信号を保持しているので、低周波数領域
でのゲインが低下している。これにより、読出信号に重
畳されている1/f雑音を低減させることができる。
と信号レベルの差を求めることにより、固体撮像素子か
らの読出信号に重畳されているリセットノイズ等の雑音
を除去することができると共に、回路を小型化する上で
不利なディレイラインを必要としないため、回路を小型
化することができ、また、集積回路として構成すること
ができる。また、この読出回路では、上述のように保持
手段により読出信号を保持しているので、低周波数領域
でのゲインが低下している。これにより、読出信号に重
畳されている1/f雑音を低減させることができる。
【0056】また、本発明に係る読出回路では、制御手
段からの第1の保持手段に読出信号の保持を指示する指
示信号と第3の保持手段に読出信号の保持を指示する指
示信号との位相が反転した関係にあるため、第1の保持
手段で保持される読出信号に重畳される折り返し雑音と
第3の保持手段で保持される読出信号に重畳される折り
返し雑音との位相が反転するためにこれらの折り返し雑
音の和が0となる。
段からの第1の保持手段に読出信号の保持を指示する指
示信号と第3の保持手段に読出信号の保持を指示する指
示信号との位相が反転した関係にあるため、第1の保持
手段で保持される読出信号に重畳される折り返し雑音と
第3の保持手段で保持される読出信号に重畳される折り
返し雑音との位相が反転するためにこれらの折り返し雑
音の和が0となる。
【0057】また、制御手段からの第2の保持手段に読
出信号の保持を指示する指示信号と第4の保持手段に読
出信号の保持を指示する指示信号との位相が反転した関
係にあるため、第2の保持手段で保持される読出信号に
重畳される折り返し雑音と第4の保持手段で保持される
読出信号に重畳される折り返し雑音との位相が反転する
ためにこれらの折り返し雑音の和が0となる。
出信号の保持を指示する指示信号と第4の保持手段に読
出信号の保持を指示する指示信号との位相が反転した関
係にあるため、第2の保持手段で保持される読出信号に
重畳される折り返し雑音と第4の保持手段で保持される
読出信号に重畳される折り返し雑音との位相が反転する
ためにこれらの折り返し雑音の和が0となる。
【0058】これにより、この読出回路では、固体撮像
素子からの読出信号に重畳される折り返し雑音を除去す
ることができる。
素子からの読出信号に重畳される折り返し雑音を除去す
ることができる。
【図1】本発明を適用したCCDイメージセンサの読出
回路の構成を示すブロック図である。
回路の構成を示すブロック図である。
【図2】上記読出回路の動作波形を示す波形図である。
【図3】従来の相関二重サンプリング回路の構成を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図4】従来の遅延差雑音除去回路の構成を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
1 CCDイメージセンサ 2,3,4,6,7,8 S/H部 5,9 差動増幅器 10 出力端子 11 加算器 12 タイミングジェネレータ
Claims (2)
- 【請求項1】 読出信号を出力する出力部としてリセッ
トゲートを有する増幅手段を備え、上記読出信号とし
て、上記増幅手段が上記リセットゲートを介してリセッ
トされるリセット期間にリセットレベルを出力し、基準
期間にリセット後の増幅手段の出力である基準レベルを
出力し、信号期間に上記基準レベルを基準とした値とさ
れた信号レベルを出力する固体撮像素子からの読出信号
を読み出す読出回路であって、 上記リセット期間に読出信号を保持する第1の保持手段
と、 上記リセット期間に読出信号を保持する第2の保持手段
と、 上記第1の保持手段の出力と上記第2の保持手段の出力
との差を求める第1の減算手段と、 上記基準期間に読出信号を保持する第3の保持手段と、 上記信号期間に読出信号を保持する第4の保持手段と、 上記第3の保持手段の出力と上記第4の保持手段の出力
との差を求める第2の減算手段と、 上記第1の減算手段の出力と上記第2の減算手段の出力
との和を求める加算手段と、 上記第1から第4の保持手段に読出信号の保持を指示す
る指示信号を供給する制御手段とを備えることを特徴と
する読出回路。 - 【請求項2】 前記制御手段からの前記第1の保持手段
に読出信号の保持を指示する指示信号と前記第3の保持
手段に読出信号の保持を指示する指示信号との位相が反
転した関係にあり、 前記制御手段からの前記第2の保持手段に読出信号の保
持を指示する指示信号と前記第4の保持手段に読出信号
の保持を指示する指示信号との位相が反転した関係にあ
ることを特徴とする請求項1記載の読出回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16510794A JP3433518B2 (ja) | 1994-07-18 | 1994-07-18 | 読出回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16510794A JP3433518B2 (ja) | 1994-07-18 | 1994-07-18 | 読出回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0832878A true JPH0832878A (ja) | 1996-02-02 |
JP3433518B2 JP3433518B2 (ja) | 2003-08-04 |
Family
ID=15806037
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16510794A Expired - Fee Related JP3433518B2 (ja) | 1994-07-18 | 1994-07-18 | 読出回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3433518B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108200362A (zh) * | 2017-12-19 | 2018-06-22 | 清华大学 | 基于空间对比度的仿生视网膜摄像电路及子电路 |
-
1994
- 1994-07-18 JP JP16510794A patent/JP3433518B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108200362A (zh) * | 2017-12-19 | 2018-06-22 | 清华大学 | 基于空间对比度的仿生视网膜摄像电路及子电路 |
CN108200362B (zh) * | 2017-12-19 | 2019-10-18 | 清华大学 | 基于空间对比度的仿生视网膜摄像电路及子电路 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3433518B2 (ja) | 2003-08-04 |
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