JP4227274B2 - 固体撮像装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の画素から出力される信号の各々を増幅する複数の増幅器を備えた固体撮像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ディジタルスチルカメラ、ディジタルビデオカメラ等の画像入力機器において、撮影画像の高画質化のためセンサの多画素化が進んでおり、そのため、画素サイズの縮小化や、読み出し時間の高速化などが求められている。これらの要求に対してこれまでには画素信号を複数個の読み出しチャンネルに分割して読み出す方式が開発されてきた。この従来方式について図１３、図１４を用いて概説する。
【０００３】
図１３は、従来の固体撮像装置の内部構成図である。図１３に示す固体撮像装置は、２次元に配列され遮光膜等によって遮光されたＯＢ(optical black)画素と遮光膜のない有効画素とを有する複数の画素１０１と、垂直走査回路１０２からの制御信号に基づいて選択された複数の画素１０１の各々から画素信号等を読み出す読み出しチャンネル３０７１，３０７２と、読み出しチャンネル３０７１，３０７２によって読み出された後にバッファ回路１１９によってタイミングが調整された画素信号等を出力する出力端子１２０とを備えている。
【０００４】
また、読み出しチャンネル３０７１，３０７２は、複数の画素１０１の各々から読み出した画素信号等を記憶するラインメモリ回路１０４，１０９と、入力端子１２２，１２３から入力した水平シフトパルスに応じて記憶している画素信号等を転送する水平走査回路１０５，１１０とを具備する読み出し回路１０６，１１１と、読み出された信号を増幅する増幅器１０７，１１２と、増幅された信号を所定の電位にクランプするクランプ手段１２４，１２５とを備えている。
【０００５】
つぎに、図１３に示す固体撮像装置の動作について説明する。まず、複数の画素１０１の各々に光が入射されると、複数の画素１０１の各々は、入射光の光量に基づいたレベルの画素信号を生成する。つぎに、垂直走査回路１０２により選択された行の奇数列の画素１０１から読み出された画素信号が、ラインメモリ回路１０４に格納され、つづいて、その行の偶数列の画素１０１から読み出された画素信号がラインメモリ回路１０９に格納される。
【０００６】
つづいて、水平走査回路１０５は、チップ外部もしくは内部からの水平シフトパルスを、入力端子１２２から入力する。そして、入力した水平シフトパルスに基づいて、ラインメモリ回路１０４に読み出された画素信号を順次選択して、増幅器１０７へ出力する。増幅器１０７では、入力された画素信号を増幅して、出力端子１０８より図示しない処理回路へ出力する。
【０００７】
一方、水平走査回路１１０においても同様に、入力端子１２３から入力した水平シフトパルスに基づいて、ラインメモリ回路１０９に読み出された画素信号を順次選択して、増幅器１１２へ出力する。増幅器１１２では、入力された画素信号を増幅して、出力端子１１３より図示しない処理回路へ出力する。
【０００８】
また、複数の画素１０１のうち、ＯＢ(optical black)画素から出力されるダークレベル信号を、クランプ手段１２４，１２５を用いて所望の電位にクランプする。さらに、出力端子１０８、出力端子１１３の各々に、並列に接続されたスイッチ１１６、スイッチ１１７のオン／オフを交互に切り替えることによって、奇数列の画素と偶数列の画素とからの各画素信号を、出力バッファ回路１１９を介して出力端子１２０から出力する。
【０００９】
このとき、クランプ手段１２４、クランプ手段１２５によってクランプされる電位が同一であるとすれば、出力端子１２０からはオフセットが除去された出力信号を得ることができる。
【００１０】
図１４は、図１３の入力端子１２２及び入力端子１２３に入力する各水平シフトパルス１，２、出力端子１０８及び出力端子１１３に出力されるダークレベル信号及び画素信号、スイッチ１１６及びスイッチ１１７のオン／オフの状態、出力端子１２０に出力されるダークレベル信号及び画素信号並びにクランプ動作を行うクランプパルスを示す図である。図１４には、入力端子１２２、入力端子１２３に、たとえば６クロック分づつのパルス波を入力した様子を示している。
【００１１】
なお、図１４において、出力端子１２０から出力される信号のうち、１列目〜１２列目の任意の行の画素から読み出される画素信号又はダークレベル信号に(１)〜(１２)の番号を付している。また、出力端子１０８、出力端子１１３の画素信号には、出力端子１２０に対応する番号を付している。なお、 (１)〜(６)はＯＢ画素から得られるダークレベル信号を示し、(７)〜(１２)までは有効画素から得られる画像信号を示している。
【００１２】
図１４によれば、水平シフトパルス１に同期したダークレベル信号 (１)，(３)，(５)及び画素信号(７)，(９)，(１１)が出力端子１０８に順次出力され、水平シフトパルス２に同期した ダークレベル信号(２)，(４)，(６)及び画素信号(８)，(１０)，(１２)が出力端子１１３に順次出力されている。出力端子１０８、出力端子１１３よりダークレベル信号（１），（２）が出力される時点においてクランプ手段１２４，１２５を動作させることによってダークレベル信号を所望の電位にクランプする。
【００１３】
つづいて、スイッチ１１６及びスイッチ１１７のオン／オフを交互に切り替えることによって、ダークレベル信号(１)〜(６)及び画素信号(７)〜(１２)が順に出力端子１２０に出力される。このように、出力端子１２０のクロックレートに対して出力端子１０８、出力端子１１３は１／２のクロックレートでよいため、読み出し時間の高速化が比較的容易になる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の技術は、各増幅器ごとにゲイン設定がなされていない。そのため、各増幅器ごとにオフセット誤差が存在し、出力端子から出力される画素信号は、たとえば図１４に示すように、読み出しチャンネルによって異なるレベルであった。そのため、この画素信号に基づいて得られる撮影画像は、画質が劣化する場合があった。
【００１５】
そこで、オフセット誤差のない最適なゲインで増幅された信号を得ることができる固体撮像装置を提供することを課題とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の固体撮像装置は、行列状に配列された複数の画素と、前記複数の画素の列毎に設けられた、前記画素からの信号を読み出す複数の読み出しチャンネルと、を備え、前記複数の読み出しチャンネルの各々は、前記画素から読み出した信号を受けてノイズを低減する相関二重サンプリング回路と、ノイズが低減された信号を増幅するゲインが可変な増幅器と、前記増幅器を介して出力された信号にオフセット補正処理を施すオフセット除去手段と、を有することを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１８】
(第１の実施形態)
図１は、本発明の第１の実施形態の固体撮像装置の画素及びその周辺の概略構成図である。図１に示す固体撮像装置は、２次元に配列され遮光膜等によって遮光されたＯＢ(optical black)画素と遮光膜のない有効画素とを有する複数の画素１０１と、入力端子３０３から入力する垂直パルスに基づいて複数の画素１０１の各々から画素信号等を読み出される画素を選択する垂直走査回路１０２とを備えている。
【００１９】
また、図１に示す固体撮像装置は、垂直走査回路１０２からの制御信号に基づいて選択された複数の画素１０１の各々から画素信号等を読み出す読み出しチャンネル３０７１〜３０７５と、読み出しチャンネル３０７１〜３０７５によって読み出されバッファ回路１１９によってタイミングが調整された画素信号等を出力する出力端子１２０と、画素信号等を読み出す読み出しチャンネル３０７１〜３０７５を選択するスイッチ３０８１〜３０８５とを備えている。
【００２０】
さらに、読み出しチャンネル３０７１〜３０７５は、複数の画素１０１の各々から読み出した画素信号等を記憶する図示しないラインメモリ回路及び記憶した画素信号等を転送する相関二重サンプリング(ＣＤＳ)回路等を有する読み出し回路３０４１〜３０４５と、転送された信号を増幅するゲインを可変して調整できる可変ゲイン増幅器３０５１〜３０５５と、増幅された信号を所定の電位にクランプするクランプ手段３０６１〜３０６５とを備えている。
【００２１】
つぎに、図１に示す固体撮像装置の動作について説明する。まず、複数の画素１０１の各々に光が入射されると、複数の画素１０１の各々は、入射光の光量に基づいたレベルの画素信号を生成する。画像信号は、垂直走査回路１０２によって選択された任意の行の各画素に接続されている読み出しチャンネル３０７１〜３０７５にそれぞれ読み出される。垂直走査回路１０２は、チップ外部もしくは内部より入力端子３０３を介して入力される垂直シフトパルスに応じて、上記行を選択する。
【００２２】
また、２次元に配列された画素１０１のうち、ＯＢ画素から得られるダークレベル信号は、読み出し回路３０４１〜３０４５のそれぞれによって読み出された後に、出力端子１２０から出力される画像信号のレベルが同様となるようにゲイン調整されている可変ゲイン増幅器３０５１〜３０５５へ出力される。可変ゲイン増幅器３０５１〜３０５５では、入力した画像信号を増幅し、クランプ手段３０６１〜３０６５へ出力する。
【００２３】
クランプ手段３０６１〜３０６５では、増幅された画素信号等にオフセット補正を施して、その後、スイッチ３０８１〜３０８５及び出力バッファ回路１１９を介して、出力端子１２０から出力される。
【００２４】
図２は、本実施形態に係る可変ゲイン増幅器３０５１及びクランプ手段３０６１の内部構成図である。本実施形態では、バッファ回路９７の出力及び抵抗９８に基づいて、可変ゲイン増幅器３０５１のゲインを可変している。なお、本実施形態に係る可変ゲイン増幅器３０５２〜３０５５及びクランプ手段３０６２〜３０６５も、図２と同様の構成としている。
【００２５】
図２において、可変ゲイン増幅器３０５１は、電源９０に接続される正極端子と、読み出し回路３０４１に抵抗９１を介して接続される負極端子と、抵抗９２を介して負極端子に接続される出力端子とを有するアンプ９３を備えている。
【００２６】
また、クランプ手段３０６１は、入力されたダークレベル信号を、可変ゲイン増幅器３０５１側へフィードバックすることによってオフセット量が調整される電圧帰還形クランプ手段であり、基準電圧源５０４に接続される負極端子と、可変ゲイン増幅器３０５１の出力端子と接続される正極端子と、スイッチ９５に接続される出力端子とを有するトランスコンダクタンス増幅器９４を備えている。さらに、クランプ手段３０６１は、たとえばグランドに接続されている容量９６と、抵抗９８を介してアンプ９３に接続されるバッファ回路９７とを備えている。
【００２７】
図２に示す可変ゲイン増幅器３０５１では、読み出し回路３０４１から出力されるダークレベル信号と、クランプ手段３０６１からフィードバックされる信号とを入力してこれらを加算した信号を増幅するようにしている。
【００２８】
また、クランプ手段３０６１では、ダークレベル信号を出力する前に、スイッチ９５をＯＮして、負帰還ループを形成する。この状態で、トランスコンダクタンス増幅器９４に、可変ゲイン増幅器３０５１からの増幅信号と基準電圧源５０４の基準電圧とを入力する。トランスコンダクタンス増幅器９４は、これらの電位差を電流値に変換して出力する。そして、容量９６に生じる電圧を、バッファ回路９７を介して可変ゲイン増幅器３０５１にフィードバックしている。
【００２９】
その後、可変ゲイン増幅器３０５１の出力信号が、基準電圧源５０４の基準電圧のレベルと一致すると、負帰還ループが安定する。負帰還ループが安定したときに、スイッチ９５をＯＦＦする。スイッチ９５をＯＦＦしたときに、クランプ手段３０６１の各々の出力側のインピーダンスを十分高く設定することにより、クランプ動作によってオフセット量が容量９６に電荷として保持され、以降オフセットが除去された画素信号が出力端子１２０から出力される。
【００３０】
なお、クランプ手段３０６１〜３０６５の構成は、図２に示したものに限定されず、たとえば図３，図４に示すような構成であってもよい。ちなみに、図３，図４に示すようにクランプ手段３０６１〜３０６５を構成した場合には、可変ゲイン増幅器３０５１〜３０５５からのダークレベル信号を入力した後に、各スイッチ８０５をＯＮすることによって、各カップリング容量８０６にダークレベル信号のレベルと基準電圧源５０４の基準電位のレベルとによって発生する電荷が保持される。その後、所定時間の経過後にスイッチ８０５をＯＦＦすればよい。
【００３１】
また、本実施形態では、図３，図４に示すように、クランプ手段３０６１〜３０６５を基準電圧源５０４に共通に接続して、基準電圧源５０４に基づいて画素信号のダークレベルをクランプしている。さらに、出力端子１２０に接続される図示しない処理回路に印加する基準電圧を基準電圧源５０４と共通にしてもよい。
【００３２】
図５は、図１の入力端子３０３に入力する垂直シフトパルス、スイッチ３０８１〜３０８５のオン／オフの状態、出力端子１２０に出力されるダークレベル信号及び画素信号並びに読み出しチャンネルごとのクランプ動作を行うクランプパルスを示す図である。垂直シフトパルスの立ち上がり及び立ち下がりエッジにおいて、垂直走査回路１０２によって選択される行が切り替わり、行が選択された後にスイッチ３０８１〜３０８５を順番に選択して一括した画素信号を出力端子１２０から出力している。
【００３３】
なお、図５において、出力端子１２０から出力される信号のうち、（１）〜（５）の番号を付しているものは、それぞれ読み出しチャンネル３０７１〜３０７５に対応したＯＢ画素から読み出されたダークレベル信号であり、出力端子１２０から出力される信号のうち、（６）〜（１０）の番号を付しているものは、それぞれ読み出しチャンネル３０７１〜３０７５に対応した画素から読み出された画素信号である。また、クランプパルスがハイレベルのときに、各クランプ手段３０６１〜３０６５がクランプ動作をしている状態を示している。
【００３４】
ダークレベル信号が出力端子１２０に出力されている間、クランプ手段３０６１〜３０６５を動作させることで、ダークレベル信号をクランプしている。そのため、画素信号（６）〜（１０）は、すでにクランプ動作によってオフセット補正された状態で出力される。
【００３５】
なお、複数の画素１０１の各行にＯＢ画素を配置すれば、図６に示すように、クランプパルス１〜５をハイレベルにしている期間を長くすることができる。これにより、各読み出しチャンネル３０７１〜３０７５において、複数のＯＢ画素から出力されるダークレベル信号の平均値を所望の電位にクランプするようにすることができる。
【００３６】
こうすると、たとえば各画素１０１でバラついた暗電流が発生したり、各読み出しチャンネル３０７１〜３０７５で異なる大きさのノイズ等が発生することにより、垂直シフトパルスのハイレベル／ローレベルの切り替えの度に出力端子１２０から出力されるダークレベル信号のレベルにバラつきが生じても、そのばらつきが平均化され信頼性が高いダークレベル信号を得ることができる。
【００３７】
このように、本実施形態では、可変ゲイン増幅器３０５１〜３０５５のゲインを調整しているため、出力端子１２０から出力する画素信号のレベルを同様にすることができる。そのため、たとえば各画素１０１にＲ，Ｂ，Ｇなどのカラーフィルタが設けた場合には、被写体からの光の波長により各カラーフィルタを透過する光量が相違することが知られているが、係る場合であっても、画素１０１からのダークレベル信号に応じてゲインが可変されるため、出力端子１２０から出力する出力信号のレベルを同様にすることができる。
【００３８】
（第２の実施形態）
図７は、本発明の第２の実施形態に係る可変ゲイン増幅器３０５１及びクランプ手段３０６１の内部構成図である。なお、本実施形態に係る可変ゲイン増幅器３０５２〜３０５５及びクランプ手段３０６２〜３０６５も、図７と同様の構成としている。また、本実施形態の固体撮像装置の他の部分は、図１と同様の構成としている。ちなみに、クランプ手段３０６１は、図２に示したものと同様である。
【００３９】
図７に示す可変ゲイン増幅器３０５１は、各画素１０１から出力される画素信号と、各画素１０１から出力されるノイズ信号とを差分できるように構成しており、電圧−電流変換回路と電流−電圧変換回路とを備えている。
【００４０】
電圧−電流変換回路は、各画素１０１から出力される画素信号を入力する入力端子１１を有し入力電圧ＶDD1に接続されるバッファ回路２１と、各画素１０１から出力されるノイズ信号を入力する入力端子１２を有し入力電圧ＶDD2に接続されるバッファ回路２２とを有する差動入力構成を備えている。バッファ回路２１とバッファ回路２２とは、抵抗Ｒ４１を介して接続されており、入力電圧ＶDD1，ＶDD2の差電圧を抵抗Ｒ４１によって電流に変換している。
【００４１】
また、電流−電圧変換回路は、アンプ２３及び抵抗Ｒ４２を備えており、電圧−電流変換回路側から、カレントミラー回路ＣＭ４１，ＣＭ４２，ＣＭ４３によって伝達された電流を、再び電圧に変換している。
【００４２】
本実施形態によると、各画素１０１から種々の大きさのノイズ信号が読み出されても、光信号からノイズ信号分を除去することができるため、ノイズ信号による影響が少ない画像信号を得ることができる。
【００４３】
（第３の実施形態）
図８は、本発明の第３の実施形態に係る可変ゲイン増幅器３０５１及びクランプ手段３０６１の内部構成図である。なお、本実施形態に係る可変ゲイン増幅器３０５２〜３０５５及びクランプ手段３０６２〜３０６５も、図８と同様の構成としている。また、本実施形態の固体撮像装置の他の部分は、図１と同様の構成としている。ちなみに、クランプ手段３０６１は、図２に示したものと同様である。
【００４４】
図８に示す可変ゲイン増幅器３０５１は、各画素１０１から出力される画素信号を抵抗９１を介して入力する正極端子と、各画素１０１から出力されるノイズ信号を抵抗９９を介して入力する負極端子と、抵抗９２を介して負極端子に接続される出力端子とを有するアンプ９３を備えている。
【００４５】
アンプ９３は、正極端子から入力する画素１０１の画素信号と負極端子から入力する画素１０１のノイズ信号との電位差を、調整されているゲインに応じて増幅した後に、出力端子から出力している。このため、第２の実施形態と同様に、光信号からノイズ信号分を除去することができるため、ノイズ信号による影響が少ない画像信号を得ることができる。
【００４６】
（第４の実施形態）
図９は、本発明の第４の実施形態に係るサンプルホールド回路８０７及びクランプ手段３０６２〜３０６５の構成図である。本実施形態では、読み出しチャンネル３０７１のクランプ手段３０６１に変えて設けたサンプルホールド回路８０７によってサンプリングされた信号を、クランプ手段３０６２〜３０６５の基準電圧としている。なお、本実施形態の固体撮像装置の他の部分は、図１と同様としている。
【００４７】
図９に示すサンプルホールド回路８０７は、ダークレベル信号が出力される前に、ダークレベル信号をサンプリングし、サンプリングされたダークレベル信号をクランプ手段３０６２〜３０６５に基準電圧として供給している。また、サンプルホールド回路８０７及びクランプ手段３０６２〜３０６５のクランプ時の電位を同一としているため、読み出しチャンネル３０７２〜３０７５は読み出しチャンネル３０７１のダークレベル信号に一致するように動作する。
【００４８】
（第５の実施形態）
図１０は、本発明の第５の実施形態の固体撮像装置の構成図である。本実施形態では、２つの読み出しチャンネル３０７１，３０７２を備えており、たとえば画素１０１の奇数列からの画素信号を読み出しチャンネル３０７１によって読み出し、画素１０１の偶数列からの画素信号を読み出しチャンネル３０７２によって読み出すようにしている。
【００４９】
そのため、各読み出しチャンネル３０７１，３０７２内の読み出し回路３０４１，３０４２は、ラインメモリ回路１０４，１０９と、水平走査回路１０５，１１０とを備えている。なお、図１０において、図１と同様の部分には、同一の符号を付している。
【００５０】
また、本実施形態では、可変ゲイン増幅器３０５１，３０５２及びクランプ手段３０６１，３０６２を、第１〜第３の実施形態で説明したものを種々組み合わせて用いるようにしているがこれに限定されるものではなく、たとえば第４の実施形態で説明したように、クランプ手段３０６１にサンプルホールド回路８０７を用いれば、クランプ精度を高めることができる。
【００５１】
図１１は、図１０の入力端子１２２及び入力端子１２３に入力する各水平シフトパルス１，２、出力端子１０８及び出力端子１１３に出力されるダークレベル信号及び画素信号、スイッチ１１６及びスイッチ１１７のオン／オフの状態、出力端子１２０に出力されるダークレベル信号及び画素信号並びにクランプ動作を行うクランプパルスを示す図である。図１１には、入力端子１２２、入力端子１２３に、たとえば６クロック分づつのパルス波を入力した様子を示している。
【００５２】
なお、図１１において、出力端子１２０から出力される信号のうち、１列目〜１２列目の任意の行の画素から読み出される画素信号又はダークレベル信号に(１)〜(１２)の番号を付している。また、出力端子１０８、出力端子１１３の画素信号には、出力端子１２０に対応する番号を付している。なお、 (１)〜(６)はＯＢ画素から得られるダークレベル信号を示し、(７)〜(１２)までは有効画素から得られる画像信号を示している。
【００５３】
図１１によれば、水平シフトパルス１に同期したダークレベル信号 (１)，(３)，(５)及び画素信号(７)，(９)，(１１)が出力端子１０８に順次出力され、水平シフトパルス２に同期した ダークレベル信号(２)，(４)，(６)及び画素信号(８)，(１０)，(１２)が出力端子１１３に順次出力されている。出力端子１０８、出力端子１１３よりダークレベル信号（１），（２）が出力される時点においてクランプ手段３０６１，３０６２を動作させることによってダークレベル信号を所望の電位にクランプする。
【００５４】
つづいて、スイッチ１１６及びスイッチ１１７のオン／オフを交互に切り替えることによって、ダークレベル信号(１)〜(６)及び画素信号(７)〜(１２)が順に出力端子１２０に出力される。このように、出力端子１２０のクロックレートに対して出力端子１０８、出力端子１１３は１／２のクロックレートでよいため、読み出し時間の高速化が比較的容易になる。
【００５５】
本実施形態では、２つの読み出しチャンネル３０７１，３０７２を設けているため、ラインメモリ回路１０４，１０９を２画素分のピッチで配置すればよく、画素サイズの縮小化を行う場合に画素１０１とラインメモリ回路１０４，１０９との間の配線が容易になる。
【００５６】
なお、図１２に示すように、クランプパルスのハイレベルの期間を長くすることによって、各読み出しチャンネル３０７１〜３０７５において、複数のＯＢ画素から出力されるダークレベル信号の平均値を所望の電位にクランプするようにすることができる。そのため、図６で説明したように、信頼性が高いダークレベル信号を得ることができる。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、オフセット誤差のない最適なゲインで増幅された信号を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の固体撮像装置の画素及びその周辺の概略構成図である。
【図２】図１の可変ゲイン増幅器及びクランプ手段の内部構成図である。
【図３】図１の可変ゲイン増幅器及びクランプ手段の内部構成図である。
【図４】図１の可変ゲイン増幅器及びクランプ手段の内部構成図である。
【図５】図１の垂直シフトパルスの入力端子、各スイッチ、出力端子の７ノードの波形及び読み出しチャンネルごとのクランプ動作を行うクランプパルスを示す図である。
【図６】図１の垂直シフトパルスの入力端子、各スイッチ、出力端子の７ノードの波形及び読み出しチャンネルごとのクランプ動作を行うクランプパルスを示す図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る可変ゲイン増幅器及びクランプ手段の内部構成図である。
【図８】本発明の第３の実施形態に係る可変ゲイン増幅器及びクランプ手段の内部構成図である。
【図９】本発明の第４の実施形態に係るサンプルホールド回路及びクランプ手段の構成図である。
【図１０】本発明の第５の実施形態の固体撮像装置の構成図である。
【図１１】図１０の水平シフトパルスの入力端子、各スイッチ、出力端子の７ノードの波形及び読み出しチャンネルごとのクランプ動作を行うクランプパルスを示す図である。
【図１２】図１０の水平シフトパルスの入力端子、各スイッチ、出力端子の７ノードの波形及び読み出しチャンネルごとのクランプ動作を行うクランプパルスを示す図である。
【図１３】従来の固体撮像装置の内部構成図である。
【図１４】図１３の水平シフトパルスの入力端子、各スイッチ、出力端子の７ノードの波形及び読み出しチャンネルごとのクランプ動作を行うクランプパルスを示す図である。
【符号の説明】
１０１ 画素
１０８，１１３，１２０ 出力端子
１１６，１１７，３０８１〜３０８５ スイッチ
１１９ バッファ回路
１２２，１２３ 入力端子
３０４１〜３０４５ 読み出し回路
３０５１〜３０５５ 可変ゲイン増幅器
３０６１〜３０６５ クランプ手段
３０７１〜３０７５ 読み出しチャンネル
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の画素から出力される信号の各々を増幅する複数の増幅器を備えた固体撮像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ディジタルスチルカメラ、ディジタルビデオカメラ等の画像入力機器において、撮影画像の高画質化のためセンサの多画素化が進んでおり、そのため、画素サイズの縮小化や、読み出し時間の高速化などが求められている。これらの要求に対してこれまでには画素信号を複数個の読み出しチャンネルに分割して読み出す方式が開発されてきた。この従来方式について図１３、図１４を用いて概説する。
【０００３】
図１３は、従来の固体撮像装置の内部構成図である。図１３に示す固体撮像装置は、２次元に配列され遮光膜等によって遮光されたＯＢ(optical black)画素と遮光膜のない有効画素とを有する複数の画素１０１と、垂直走査回路１０２からの制御信号に基づいて選択された複数の画素１０１の各々から画素信号等を読み出す読み出しチャンネル３０７１，３０７２と、読み出しチャンネル３０７１，３０７２によって読み出された後にバッファ回路１１９によってタイミングが調整された画素信号等を出力する出力端子１２０とを備えている。
【０００４】
また、読み出しチャンネル３０７１，３０７２は、複数の画素１０１の各々から読み出した画素信号等を記憶するラインメモリ回路１０４，１０９と、入力端子１２２，１２３から入力した水平シフトパルスに応じて記憶している画素信号等を転送する水平走査回路１０５，１１０とを具備する読み出し回路１０６，１１１と、読み出された信号を増幅する増幅器１０７，１１２と、増幅された信号を所定の電位にクランプするクランプ手段１２４，１２５とを備えている。
【０００５】
つぎに、図１３に示す固体撮像装置の動作について説明する。まず、複数の画素１０１の各々に光が入射されると、複数の画素１０１の各々は、入射光の光量に基づいたレベルの画素信号を生成する。つぎに、垂直走査回路１０２により選択された行の奇数列の画素１０１から読み出された画素信号が、ラインメモリ回路１０４に格納され、つづいて、その行の偶数列の画素１０１から読み出された画素信号がラインメモリ回路１０９に格納される。
【０００６】
つづいて、水平走査回路１０５は、チップ外部もしくは内部からの水平シフトパルスを、入力端子１２２から入力する。そして、入力した水平シフトパルスに基づいて、ラインメモリ回路１０４に読み出された画素信号を順次選択して、増幅器１０７へ出力する。増幅器１０７では、入力された画素信号を増幅して、出力端子１０８より図示しない処理回路へ出力する。
【０００７】
一方、水平走査回路１１０においても同様に、入力端子１２３から入力した水平シフトパルスに基づいて、ラインメモリ回路１０９に読み出された画素信号を順次選択して、増幅器１１２へ出力する。増幅器１１２では、入力された画素信号を増幅して、出力端子１１３より図示しない処理回路へ出力する。
【０００８】
また、複数の画素１０１のうち、ＯＢ(optical black)画素から出力されるダークレベル信号を、クランプ手段１２４，１２５を用いて所望の電位にクランプする。さらに、出力端子１０８、出力端子１１３の各々に、並列に接続されたスイッチ１１６、スイッチ１１７のオン／オフを交互に切り替えることによって、奇数列の画素と偶数列の画素とからの各画素信号を、出力バッファ回路１１９を介して出力端子１２０から出力する。
【０００９】
このとき、クランプ手段１２４、クランプ手段１２５によってクランプされる電位が同一であるとすれば、出力端子１２０からはオフセットが除去された出力信号を得ることができる。
【００１０】
図１４は、図１３の入力端子１２２及び入力端子１２３に入力する各水平シフトパルス１，２、出力端子１０８及び出力端子１１３に出力されるダークレベル信号及び画素信号、スイッチ１１６及びスイッチ１１７のオン／オフの状態、出力端子１２０に出力されるダークレベル信号及び画素信号並びにクランプ動作を行うクランプパルスを示す図である。図１４には、入力端子１２２、入力端子１２３に、たとえば６クロック分づつのパルス波を入力した様子を示している。
【００１１】
なお、図１４において、出力端子１２０から出力される信号のうち、１列目〜１２列目の任意の行の画素から読み出される画素信号又はダークレベル信号に(１)〜(１２)の番号を付している。また、出力端子１０８、出力端子１１３の画素信号には、出力端子１２０に対応する番号を付している。なお、 (１)〜(６)はＯＢ画素から得られるダークレベル信号を示し、(７)〜(１２)までは有効画素から得られる画像信号を示している。
【００１２】
図１４によれば、水平シフトパルス１に同期したダークレベル信号 (１)，(３)，(５)及び画素信号(７)，(９)，(１１)が出力端子１０８に順次出力され、水平シフトパルス２に同期した ダークレベル信号(２)，(４)，(６)及び画素信号(８)，(１０)，(１２)が出力端子１１３に順次出力されている。出力端子１０８、出力端子１１３よりダークレベル信号（１），（２）が出力される時点においてクランプ手段１２４，１２５を動作させることによってダークレベル信号を所望の電位にクランプする。
【００１３】
つづいて、スイッチ１１６及びスイッチ１１７のオン／オフを交互に切り替えることによって、ダークレベル信号(１)〜(６)及び画素信号(７)〜(１２)が順に出力端子１２０に出力される。このように、出力端子１２０のクロックレートに対して出力端子１０８、出力端子１１３は１／２のクロックレートでよいため、読み出し時間の高速化が比較的容易になる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の技術は、各増幅器ごとにゲイン設定がなされていない。そのため、各増幅器ごとにオフセット誤差が存在し、出力端子から出力される画素信号は、たとえば図１４に示すように、読み出しチャンネルによって異なるレベルであった。そのため、この画素信号に基づいて得られる撮影画像は、画質が劣化する場合があった。
【００１５】
そこで、オフセット誤差のない最適なゲインで増幅された信号を得ることができる固体撮像装置を提供することを課題とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の固体撮像装置は、行列状に配列された複数の画素と、前記複数の画素の列毎に設けられた、前記画素からの信号を読み出す複数の読み出しチャンネルと、を備え、前記複数の読み出しチャンネルの各々は、前記画素から読み出した信号を受けてノイズを低減する相関二重サンプリング回路と、ノイズが低減された信号を増幅するゲインが可変な増幅器と、前記増幅器を介して出力された信号にオフセット補正処理を施すオフセット除去手段と、を有することを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１８】
(第１の実施形態)
図１は、本発明の第１の実施形態の固体撮像装置の画素及びその周辺の概略構成図である。図１に示す固体撮像装置は、２次元に配列され遮光膜等によって遮光されたＯＢ(optical black)画素と遮光膜のない有効画素とを有する複数の画素１０１と、入力端子３０３から入力する垂直パルスに基づいて複数の画素１０１の各々から画素信号等を読み出される画素を選択する垂直走査回路１０２とを備えている。
【００１９】
また、図１に示す固体撮像装置は、垂直走査回路１０２からの制御信号に基づいて選択された複数の画素１０１の各々から画素信号等を読み出す読み出しチャンネル３０７１〜３０７５と、読み出しチャンネル３０７１〜３０７５によって読み出されバッファ回路１１９によってタイミングが調整された画素信号等を出力する出力端子１２０と、画素信号等を読み出す読み出しチャンネル３０７１〜３０７５を選択するスイッチ３０８１〜３０８５とを備えている。
【００２０】
さらに、読み出しチャンネル３０７１〜３０７５は、複数の画素１０１の各々から読み出した画素信号等を記憶する図示しないラインメモリ回路及び記憶した画素信号等を転送する相関二重サンプリング(ＣＤＳ)回路等を有する読み出し回路３０４１〜３０４５と、転送された信号を増幅するゲインを可変して調整できる可変ゲイン増幅器３０５１〜３０５５と、増幅された信号を所定の電位にクランプするクランプ手段３０６１〜３０６５とを備えている。
【００２１】
つぎに、図１に示す固体撮像装置の動作について説明する。まず、複数の画素１０１の各々に光が入射されると、複数の画素１０１の各々は、入射光の光量に基づいたレベルの画素信号を生成する。画像信号は、垂直走査回路１０２によって選択された任意の行の各画素に接続されている読み出しチャンネル３０７１〜３０７５にそれぞれ読み出される。垂直走査回路１０２は、チップ外部もしくは内部より入力端子３０３を介して入力される垂直シフトパルスに応じて、上記行を選択する。
【００２２】
また、２次元に配列された画素１０１のうち、ＯＢ画素から得られるダークレベル信号は、読み出し回路３０４１〜３０４５のそれぞれによって読み出された後に、出力端子１２０から出力される画像信号のレベルが同様となるようにゲイン調整されている可変ゲイン増幅器３０５１〜３０５５へ出力される。可変ゲイン増幅器３０５１〜３０５５では、入力した画像信号を増幅し、クランプ手段３０６１〜３０６５へ出力する。
【００２３】
クランプ手段３０６１〜３０６５では、増幅された画素信号等にオフセット補正を施して、その後、スイッチ３０８１〜３０８５及び出力バッファ回路１１９を介して、出力端子１２０から出力される。
【００２４】
図２は、本実施形態に係る可変ゲイン増幅器３０５１及びクランプ手段３０６１の内部構成図である。本実施形態では、バッファ回路９７の出力及び抵抗９８に基づいて、可変ゲイン増幅器３０５１のゲインを可変している。なお、本実施形態に係る可変ゲイン増幅器３０５２〜３０５５及びクランプ手段３０６２〜３０６５も、図２と同様の構成としている。
【００２５】
図２において、可変ゲイン増幅器３０５１は、電源９０に接続される正極端子と、読み出し回路３０４１に抵抗９１を介して接続される負極端子と、抵抗９２を介して負極端子に接続される出力端子とを有するアンプ９３を備えている。
【００２６】
また、クランプ手段３０６１は、入力されたダークレベル信号を、可変ゲイン増幅器３０５１側へフィードバックすることによってオフセット量が調整される電圧帰還形クランプ手段であり、基準電圧源５０４に接続される負極端子と、可変ゲイン増幅器３０５１の出力端子と接続される正極端子と、スイッチ９５に接続される出力端子とを有するトランスコンダクタンス増幅器９４を備えている。さらに、クランプ手段３０６１は、たとえばグランドに接続されている容量９６と、抵抗９８を介してアンプ９３に接続されるバッファ回路９７とを備えている。
【００２７】
図２に示す可変ゲイン増幅器３０５１では、読み出し回路３０４１から出力されるダークレベル信号と、クランプ手段３０６１からフィードバックされる信号とを入力してこれらを加算した信号を増幅するようにしている。
【００２８】
また、クランプ手段３０６１では、ダークレベル信号を出力する前に、スイッチ９５をＯＮして、負帰還ループを形成する。この状態で、トランスコンダクタンス増幅器９４に、可変ゲイン増幅器３０５１からの増幅信号と基準電圧源５０４の基準電圧とを入力する。トランスコンダクタンス増幅器９４は、これらの電位差を電流値に変換して出力する。そして、容量９６に生じる電圧を、バッファ回路９７を介して可変ゲイン増幅器３０５１にフィードバックしている。
【００２９】
その後、可変ゲイン増幅器３０５１の出力信号が、基準電圧源５０４の基準電圧のレベルと一致すると、負帰還ループが安定する。負帰還ループが安定したときに、スイッチ９５をＯＦＦする。スイッチ９５をＯＦＦしたときに、クランプ手段３０６１の各々の出力側のインピーダンスを十分高く設定することにより、クランプ動作によってオフセット量が容量９６に電荷として保持され、以降オフセットが除去された画素信号が出力端子１２０から出力される。
【００３０】
なお、クランプ手段３０６１〜３０６５の構成は、図２に示したものに限定されず、たとえば図３，図４に示すような構成であってもよい。ちなみに、図３，図４に示すようにクランプ手段３０６１〜３０６５を構成した場合には、可変ゲイン増幅器３０５１〜３０５５からのダークレベル信号を入力した後に、各スイッチ８０５をＯＮすることによって、各カップリング容量８０６にダークレベル信号のレベルと基準電圧源５０４の基準電位のレベルとによって発生する電荷が保持される。その後、所定時間の経過後にスイッチ８０５をＯＦＦすればよい。
【００３１】
また、本実施形態では、図３，図４に示すように、クランプ手段３０６１〜３０６５を基準電圧源５０４に共通に接続して、基準電圧源５０４に基づいて画素信号のダークレベルをクランプしている。さらに、出力端子１２０に接続される図示しない処理回路に印加する基準電圧を基準電圧源５０４と共通にしてもよい。
【００３２】
図５は、図１の入力端子３０３に入力する垂直シフトパルス、スイッチ３０８１〜３０８５のオン／オフの状態、出力端子１２０に出力されるダークレベル信号及び画素信号並びに読み出しチャンネルごとのクランプ動作を行うクランプパルスを示す図である。垂直シフトパルスの立ち上がり及び立ち下がりエッジにおいて、垂直走査回路１０２によって選択される行が切り替わり、行が選択された後にスイッチ３０８１〜３０８５を順番に選択して一括した画素信号を出力端子１２０から出力している。
【００３３】
なお、図５において、出力端子１２０から出力される信号のうち、（１）〜（５）の番号を付しているものは、それぞれ読み出しチャンネル３０７１〜３０７５に対応したＯＢ画素から読み出されたダークレベル信号であり、出力端子１２０から出力される信号のうち、（６）〜（１０）の番号を付しているものは、それぞれ読み出しチャンネル３０７１〜３０７５に対応した画素から読み出された画素信号である。また、クランプパルスがハイレベルのときに、各クランプ手段３０６１〜３０６５がクランプ動作をしている状態を示している。
【００３４】
ダークレベル信号が出力端子１２０に出力されている間、クランプ手段３０６１〜３０６５を動作させることで、ダークレベル信号をクランプしている。そのため、画素信号（６）〜（１０）は、すでにクランプ動作によってオフセット補正された状態で出力される。
【００３５】
なお、複数の画素１０１の各行にＯＢ画素を配置すれば、図６に示すように、クランプパルス１〜５をハイレベルにしている期間を長くすることができる。これにより、各読み出しチャンネル３０７１〜３０７５において、複数のＯＢ画素から出力されるダークレベル信号の平均値を所望の電位にクランプするようにすることができる。
【００３６】
こうすると、たとえば各画素１０１でバラついた暗電流が発生したり、各読み出しチャンネル３０７１〜３０７５で異なる大きさのノイズ等が発生することにより、垂直シフトパルスのハイレベル／ローレベルの切り替えの度に出力端子１２０から出力されるダークレベル信号のレベルにバラつきが生じても、そのばらつきが平均化され信頼性が高いダークレベル信号を得ることができる。
【００３７】
このように、本実施形態では、可変ゲイン増幅器３０５１〜３０５５のゲインを調整しているため、出力端子１２０から出力する画素信号のレベルを同様にすることができる。そのため、たとえば各画素１０１にＲ，Ｂ，Ｇなどのカラーフィルタが設けた場合には、被写体からの光の波長により各カラーフィルタを透過する光量が相違することが知られているが、係る場合であっても、画素１０１からのダークレベル信号に応じてゲインが可変されるため、出力端子１２０から出力する出力信号のレベルを同様にすることができる。
【００３８】
（第２の実施形態）
図７は、本発明の第２の実施形態に係る可変ゲイン増幅器３０５１及びクランプ手段３０６１の内部構成図である。なお、本実施形態に係る可変ゲイン増幅器３０５２〜３０５５及びクランプ手段３０６２〜３０６５も、図７と同様の構成としている。また、本実施形態の固体撮像装置の他の部分は、図１と同様の構成としている。ちなみに、クランプ手段３０６１は、図２に示したものと同様である。
【００３９】
図７に示す可変ゲイン増幅器３０５１は、各画素１０１から出力される画素信号と、各画素１０１から出力されるノイズ信号とを差分できるように構成しており、電圧−電流変換回路と電流−電圧変換回路とを備えている。
【００４０】
電圧−電流変換回路は、各画素１０１から出力される画素信号を入力する入力端子１１を有し入力電圧ＶDD1に接続されるバッファ回路２１と、各画素１０１から出力されるノイズ信号を入力する入力端子１２を有し入力電圧ＶDD2に接続されるバッファ回路２２とを有する差動入力構成を備えている。バッファ回路２１とバッファ回路２２とは、抵抗Ｒ４１を介して接続されており、入力電圧ＶDD1，ＶDD2の差電圧を抵抗Ｒ４１によって電流に変換している。
【００４１】
また、電流−電圧変換回路は、アンプ２３及び抵抗Ｒ４２を備えており、電圧−電流変換回路側から、カレントミラー回路ＣＭ４１，ＣＭ４２，ＣＭ４３によって伝達された電流を、再び電圧に変換している。
【００４２】
本実施形態によると、各画素１０１から種々の大きさのノイズ信号が読み出されても、光信号からノイズ信号分を除去することができるため、ノイズ信号による影響が少ない画像信号を得ることができる。
【００４３】
（第３の実施形態）
図８は、本発明の第３の実施形態に係る可変ゲイン増幅器３０５１及びクランプ手段３０６１の内部構成図である。なお、本実施形態に係る可変ゲイン増幅器３０５２〜３０５５及びクランプ手段３０６２〜３０６５も、図８と同様の構成としている。また、本実施形態の固体撮像装置の他の部分は、図１と同様の構成としている。ちなみに、クランプ手段３０６１は、図２に示したものと同様である。
【００４４】
図８に示す可変ゲイン増幅器３０５１は、各画素１０１から出力される画素信号を抵抗９１を介して入力する正極端子と、各画素１０１から出力されるノイズ信号を抵抗９９を介して入力する負極端子と、抵抗９２を介して負極端子に接続される出力端子とを有するアンプ９３を備えている。
【００４５】
アンプ９３は、正極端子から入力する画素１０１の画素信号と負極端子から入力する画素１０１のノイズ信号との電位差を、調整されているゲインに応じて増幅した後に、出力端子から出力している。このため、第２の実施形態と同様に、光信号からノイズ信号分を除去することができるため、ノイズ信号による影響が少ない画像信号を得ることができる。
【００４６】
（第４の実施形態）
図９は、本発明の第４の実施形態に係るサンプルホールド回路８０７及びクランプ手段３０６２〜３０６５の構成図である。本実施形態では、読み出しチャンネル３０７１のクランプ手段３０６１に変えて設けたサンプルホールド回路８０７によってサンプリングされた信号を、クランプ手段３０６２〜３０６５の基準電圧としている。なお、本実施形態の固体撮像装置の他の部分は、図１と同様としている。
【００４７】
図９に示すサンプルホールド回路８０７は、ダークレベル信号が出力される前に、ダークレベル信号をサンプリングし、サンプリングされたダークレベル信号をクランプ手段３０６２〜３０６５に基準電圧として供給している。また、サンプルホールド回路８０７及びクランプ手段３０６２〜３０６５のクランプ時の電位を同一としているため、読み出しチャンネル３０７２〜３０７５は読み出しチャンネル３０７１のダークレベル信号に一致するように動作する。
【００４８】
（第５の実施形態）
図１０は、本発明の第５の実施形態の固体撮像装置の構成図である。本実施形態では、２つの読み出しチャンネル３０７１，３０７２を備えており、たとえば画素１０１の奇数列からの画素信号を読み出しチャンネル３０７１によって読み出し、画素１０１の偶数列からの画素信号を読み出しチャンネル３０７２によって読み出すようにしている。
【００４９】
そのため、各読み出しチャンネル３０７１，３０７２内の読み出し回路３０４１，３０４２は、ラインメモリ回路１０４，１０９と、水平走査回路１０５，１１０とを備えている。なお、図１０において、図１と同様の部分には、同一の符号を付している。
【００５０】
また、本実施形態では、可変ゲイン増幅器３０５１，３０５２及びクランプ手段３０６１，３０６２を、第１〜第３の実施形態で説明したものを種々組み合わせて用いるようにしているがこれに限定されるものではなく、たとえば第４の実施形態で説明したように、クランプ手段３０６１にサンプルホールド回路８０７を用いれば、クランプ精度を高めることができる。
【００５１】
図１１は、図１０の入力端子１２２及び入力端子１２３に入力する各水平シフトパルス１，２、出力端子１０８及び出力端子１１３に出力されるダークレベル信号及び画素信号、スイッチ１１６及びスイッチ１１７のオン／オフの状態、出力端子１２０に出力されるダークレベル信号及び画素信号並びにクランプ動作を行うクランプパルスを示す図である。図１１には、入力端子１２２、入力端子１２３に、たとえば６クロック分づつのパルス波を入力した様子を示している。
【００５２】
なお、図１１において、出力端子１２０から出力される信号のうち、１列目〜１２列目の任意の行の画素から読み出される画素信号又はダークレベル信号に(１)〜(１２)の番号を付している。また、出力端子１０８、出力端子１１３の画素信号には、出力端子１２０に対応する番号を付している。なお、 (１)〜(６)はＯＢ画素から得られるダークレベル信号を示し、(７)〜(１２)までは有効画素から得られる画像信号を示している。
【００５３】
図１１によれば、水平シフトパルス１に同期したダークレベル信号 (１)，(３)，(５)及び画素信号(７)，(９)，(１１)が出力端子１０８に順次出力され、水平シフトパルス２に同期した ダークレベル信号(２)，(４)，(６)及び画素信号(８)，(１０)，(１２)が出力端子１１３に順次出力されている。出力端子１０８、出力端子１１３よりダークレベル信号（１），（２）が出力される時点においてクランプ手段３０６１，３０６２を動作させることによってダークレベル信号を所望の電位にクランプする。
【００５４】
つづいて、スイッチ１１６及びスイッチ１１７のオン／オフを交互に切り替えることによって、ダークレベル信号(１)〜(６)及び画素信号(７)〜(１２)が順に出力端子１２０に出力される。このように、出力端子１２０のクロックレートに対して出力端子１０８、出力端子１１３は１／２のクロックレートでよいため、読み出し時間の高速化が比較的容易になる。
【００５５】
本実施形態では、２つの読み出しチャンネル３０７１，３０７２を設けているため、ラインメモリ回路１０４，１０９を２画素分のピッチで配置すればよく、画素サイズの縮小化を行う場合に画素１０１とラインメモリ回路１０４，１０９との間の配線が容易になる。
【００５６】
なお、図１２に示すように、クランプパルスのハイレベルの期間を長くすることによって、各読み出しチャンネル３０７１〜３０７５において、複数のＯＢ画素から出力されるダークレベル信号の平均値を所望の電位にクランプするようにすることができる。そのため、図６で説明したように、信頼性が高いダークレベル信号を得ることができる。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、オフセット誤差のない最適なゲインで増幅された信号を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の固体撮像装置の画素及びその周辺の概略構成図である。
【図２】図１の可変ゲイン増幅器及びクランプ手段の内部構成図である。
【図３】図１の可変ゲイン増幅器及びクランプ手段の内部構成図である。
【図４】図１の可変ゲイン増幅器及びクランプ手段の内部構成図である。
【図５】図１の垂直シフトパルスの入力端子、各スイッチ、出力端子の７ノードの波形及び読み出しチャンネルごとのクランプ動作を行うクランプパルスを示す図である。
【図６】図１の垂直シフトパルスの入力端子、各スイッチ、出力端子の７ノードの波形及び読み出しチャンネルごとのクランプ動作を行うクランプパルスを示す図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る可変ゲイン増幅器及びクランプ手段の内部構成図である。
【図８】本発明の第３の実施形態に係る可変ゲイン増幅器及びクランプ手段の内部構成図である。
【図９】本発明の第４の実施形態に係るサンプルホールド回路及びクランプ手段の構成図である。
【図１０】本発明の第５の実施形態の固体撮像装置の構成図である。
【図１１】図１０の水平シフトパルスの入力端子、各スイッチ、出力端子の７ノードの波形及び読み出しチャンネルごとのクランプ動作を行うクランプパルスを示す図である。
【図１２】図１０の水平シフトパルスの入力端子、各スイッチ、出力端子の７ノードの波形及び読み出しチャンネルごとのクランプ動作を行うクランプパルスを示す図である。
【図１３】従来の固体撮像装置の内部構成図である。
【図１４】図１３の水平シフトパルスの入力端子、各スイッチ、出力端子の７ノードの波形及び読み出しチャンネルごとのクランプ動作を行うクランプパルスを示す図である。
【符号の説明】
１０１ 画素
１０８，１１３，１２０ 出力端子
１１６，１１７，３０８１〜３０８５ スイッチ
１１９ バッファ回路
１２２，１２３ 入力端子
３０４１〜３０４５ 読み出し回路
３０５１〜３０５５ 可変ゲイン増幅器
３０６１〜３０６５ クランプ手段
３０７１〜３０７５ 読み出しチャンネル
Claims (2)
- 行列状に配列された画素と、
前記画素の列毎に設けられた、前記画素からの信号が読み出される複数の読み出しチャンネルと、を備え、
前記複数の読み出しチャンネルの各々は、
前記画素から読み出された信号を受けてノイズを低減する相関二重サンプリング回路と、 ノイズが低減された信号を増幅する、ゲインが可変な増幅器と、
前記増幅器を介して出力された信号にオフセット補正処理を施すオフセット除去手段と、を有することを特徴とする固体撮像装置。 - 複数の前記画素の各々は、カラーフィルタを備えることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
Priority Applications (1)
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| JP2000054138A JP4227274B2 (ja) | 2000-02-29 | 2000-02-29 | 固体撮像装置 |
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Family Applications (1)
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