JP5406554B2 - 撮像装置及び撮像システム - Google Patents
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Description
=2k×(C1)/(C2)・・・数式1
数式1においてkは比例定数である。
=2k×(C1)/(C2)・・・数式2
数式2においてkは数式1における比例定数と同じ比例定数である。
AF=(200fF+200fF)/(100fF)
= 4 ・・・数式3
となる。
AF=200fF/(50fF)
= 4 ・・・数式4
となる。
数式5においてk1は比例定数である。
=k1×(C1)/(C3)・・・数式6
数式6においてk1は数式5における比例定数と同じ比例定数である。
AF=200fF/(100fF)
= 2 ・・・数式7
となる。スイッチ114bがオンし、スイッチ114a,114ciがオフすると、第1のモードにおける列増幅部110iのゲインは、
AF=200fF/(50fF)
= 4 ・・・数式8
となる。スイッチ114ciがオンし、スイッチ114a,114bがオフすると、第1のモードにおける列増幅部110iのゲインは、
AF=200fF/(25fF)
= 8 ・・・数式9
となる。なお、他のゲイン設定も可能であるが、ユーザの使い勝手を考慮すると、カメラなどの撮像システムでは整数倍のゲイン設定が適切である。
AF=k×(C1)/(C2/2)
=2k×(C1)/(C2)・・・数式10
となる。また、第2のモードにおいて、スイッチ114aがオンし、スイッチ114b,114ciがオフすると、第2のモードにおける列増幅部110iの信号の増幅率(ゲイン)は、
AF=k×(C1+C1)/(C2)
=2k×(C1)/(C2)・・・数式11
これにより、第1のモードと第2のモードとにおける信号の増幅率がともに「2k×(C1)/(C2)」で等しくなる。
AF=k×(C1)/(C2/4)
=4k×(C1)/(C2)・・・数式12
となる。また、第2のモードにおいて、スイッチ114bがオンし、スイッチ114a,114ciがオフすると、第2のモードにおける列増幅部110iの信号の増幅率(ゲイン)は、
AF=k×(C1+C1)/(C2/2)
=4k×(C1)/(C2)・・・数式13
これにより、第1のモードと第2のモードとにおける信号の増幅率がともに「4k×(C1)/(C2)」で等しくなる。
100、100i 撮像装置
Claims (13)
- 光電変換部、電荷電圧変換部、前記光電変換部で発生した電荷を前記電荷電圧変換部へ転送する転送部、及び前記電荷電圧変換部の電圧に応じた信号を出力する出力部をそれぞれ含む複数の画素が2次元状に配列された画素配列と、前記画素配列からの信号を増幅する複数の列増幅部と、を備える撮像装置であって、
前記列増幅部は、入力容量部と、帰還容量部とを含み、
前記画素配列の各列は、前記出力部が第1の信号線に信号をそれぞれ出力する複数の第1の画素と、前記出力部が第2の信号線に信号をそれぞれ出力する複数の第2の画素と、を含み、
前記撮像装置は、第1の撮影モードと第2の撮影モードとを有し、
前記撮像装置が前記第1の撮影モードにある場合と前記第2の撮影モードにある場合とのそれぞれにおいて、前記列増幅部は、前記入力容量部の容量値と前記帰還容量部の容量値との比に応じて信号の増幅を行うように構成され、かつ、前記第1の信号線を介して伝達された信号と前記第2の信号線を介して伝達された信号との和を増幅する第1のモードにおける前記帰還容量部の容量値を、前記第1の信号線を介して伝達された信号と前記第2の信号線を介して伝達された信号とを異なるタイミングで増幅する第2のモードにおける前記帰還容量部の容量値より小さくし、
前記列増幅部は、前記撮像装置が前記第1の撮影モードにある場合の前記第1のモードにおける前記帰還容量部の容量値と、前記撮像装置が前記第2の撮影モードにある場合の前記第2のモードにおける前記帰還容量部の容量値とを等しくする
ことを特徴とする撮像装置。 - 前記撮像装置が前記第1の撮影モードにある場合と前記第2の撮影モードにある場合とのそれぞれにおいて、前記列増幅部は、前記第1のモードにおける前記入力容量部の容量値を、前記第2のモードにおける前記入力容量部の容量値の半分にし、かつ、前記第1のモードにおける前記帰還容量部の容量値を、前記第2のモードにおける前記帰還容量部の容量値の半分にする
ことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 - 前記列増幅部は、第1の入力端子と、参照電圧が供給される第2の入力端子と出力端子とを有する差動増幅器と、前記第1のモードにおける前記帰還容量部の容量値が前記第2のモードにおける前記帰還容量部の容量値より小さくなるように、前記帰還容量部の容量値を切り替える切り替え部と、をさらに含み、
前記帰還容量部及び前記切り替え部は、前記差動増幅器の前記出力端子と前記第1の入力端子との間に配されている
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の撮像装置。 - 前記列増幅部は、前記第1のモードにおける信号の増幅率が前記第2のモードにおける信号の増幅率に等しくなるように、前記帰還容量部の容量値を切り替える
ことを特徴とする請求項3に記載の撮像装置。 - 前記入力容量部は、
少なくとも前記第1の信号線を介して伝達された信号を受ける第1の電極と前記差動増幅器の前記第1の入力端子に接続された第2の電極とを有する第1の入力容量と、
少なくとも前記第2の信号線を介して伝達された信号を受ける第3の電極と前記差動増幅器の前記第1の入力端子に接続された第4の電極とを有する第2の入力容量と、
前記第1のモードにおいて前記第1の電極と前記第3の電極とを遮断するようにオフし、前記第2のモードにおいて前記第1の電極と前記第3の電極とを接続するようにオンする第1のスイッチと、を含む
ことを特徴とする請求項3又は4に記載の撮像装置。 - 前記帰還容量部は、第5の電極と第6の電極とを有し、前記第5の電極が前記差動増幅器の前記第1の入力端子の側に配され、前記第6の電極が前記差動増幅器の前記出力端子の側に配された第3の容量と、第7の電極と第8の電極とを有し、前記第7の電極が前記差動増幅器の前記第1の入力端子の側に配され、前記第8の電極が前記差動増幅器の前記出力端子の側に配された第4の容量と、を含み、
前記切り替え部は、前記第1のモードにおいて、前記第4の容量における前記第7の電極が前記差動増幅器の前記第1の入力端子に接続され前記第8の電極が前記差動増幅器の前記出力端子に接続され前記第3の容量における前記第5の電極が前記差動増幅器の前記第1の入力端子から遮断され又は前記第6の電極が前記差動増幅器の前記出力端子から遮断された第1の状態に切り替え、前記第2のモードにおいて、前記第3の容量における前記第5の電極が前記差動増幅器の前記第1の入力端子に接続され前記第6の電極が前記差動増幅器の前記出力端子に接続され前記第4の容量における前記第7の電極が前記差動増幅器の前記第1の入力端子から遮断され又は前記第8の電極が前記差動増幅器の前記出力端子から遮断された第2の状態に切り替え、
前記第4の容量の容量値は、前記第3の容量の容量値より小さい
ことを特徴とする請求項3から5のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記帰還容量部は、第9の電極と第10の電極とをそれぞれ有し、前記第9の電極が前記差動増幅器の前記第1の入力端子の側にそれぞれ配され、前記第10の電極が前記差動増幅器の前記出力端子の側にそれぞれ配された複数の第5の容量を含み、
前記切り替え部は、前記第5の容量における前記第9の電極が前記差動増幅器の前記第1の入力端子に接続され前記第10の電極が前記差動増幅器の前記出力端子に接続された第3の状態と、前記第5の容量における前記第9の電極が前記差動増幅器の前記第1の入力端子から遮断され又は前記第10の電極が前記差動増幅器の前記出力端子から遮断された第4の状態とのいずれかに、それぞれ切り替える複数の第2のスイッチを含み、
前記切り替え部では、前記第1のモードにおける前記第3の状態に切り替える前記第2のスイッチの数が前記第2のモードにおける前記第3の状態に切り替える前記第2のスイッチの数より少ない
ことを特徴とする請求項3から5のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記画素配列の各列では、前記第1の画素と前記第2の画素とが列に沿った方向に交互に配列されており、
前記第1のモードは、インターレース動作モードであり、
前記第2のモードは、プログレッシブ動作モードである
ことを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記第1のモードで、前記画素配列の各列において、前記第1の画素から前記第1の信号線を介して前記列増幅部へ信号が伝達される第1の動作と前記第2の画素から前記第2の信号線を介して前記列増幅部へ信号が伝達される第2の動作とが並行して行われるとともに、前記第2のモードで、前記画素配列の各列において前記第1の動作と前記第2の動作とが異なるタイミングで行われるように、前記画素配列を駆動する駆動部をさらに備えた
ことを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 請求項1から9のいずれか1項に記載の撮像装置と、
前記撮像装置の撮像面へ像を形成する光学系と、
前記撮像装置から出力された信号を処理して画像データを生成する信号処理部と、
を備えたことを特徴とする撮像システム。 - 撮像装置の駆動方法であって、
前記撮像装置は、光電変換部、電荷電圧変換部、前記光電変換部で発生した電荷を前記電荷電圧変換部へ転送する転送部、及び前記電荷電圧変換部の電圧に応じた信号を出力する出力部をそれぞれ含む複数の画素が2次元状に配列された画素配列と、前記画素配列からの信号を増幅する複数の列増幅部と、を備え、前記列増幅部は、入力容量部及び帰還容量部を含み、前記入力容量部の容量値と前記帰還容量部の容量値との比に応じて信号を増幅し、前記画素配列の各列は、前記出力部が第1の信号線に信号をそれぞれ出力する複数の第1の画素と、前記出力部が第2の信号線に信号をそれぞれ出力する複数の第2の画素と、を含み、前記撮像装置は、第1の撮影モードと第2の撮影モードとを有し、
前記撮像装置の駆動方法は、前記撮像装置が前記第1の撮影モードにある場合と前記第2の撮影モードにある場合とのそれぞれにおいて、第1のモードにおいては、前記第1の信号線を介して伝達された信号と前記第2の信号線を介して伝達された信号との和を増幅し、第2のモードにおいては、前記第1の信号線を介して伝達された信号と前記第2の信号線を介して伝達された信号とを異なるタイミングで増幅し、
前記第1のモードにおける前記帰還容量部の容量値は、前記第2のモードにおける前記帰還容量部の容量値よりも小さく、
前記撮像装置が前記第1の撮影モードにある場合の前記第1のモードにおける前記帰還容量部の容量値と、前記撮像装置が前記第2の撮影モードにある場合の前記第2のモードにおける前記帰還容量部の容量値とが等しい
ことを特徴とする撮像装置の駆動方法。 - 入射光に応じた信号を出力する複数の画素を有する画素配列と、前記画素配列からの信号を増幅する増幅部とを備える撮像装置であって、
前記増幅部は、入力容量部と、帰還容量部とを含み、
前記画素配列は、第1の信号線に信号を出力する第1の画素と、第2の信号線に信号を出力する第2の画素とを含み、
前記撮像装置は、第1の撮影モードと第2の撮影モードとを有し、
前記撮像装置が前記第1の撮影モードにある場合と前記第2の撮影モードにある場合とのそれぞれにおいて、前記増幅部は、前記入力容量部の容量値と前記帰還容量部の容量値との比に応じて信号の増幅を行うように構成され、かつ、前記第1の信号線を介して伝達された信号と前記第2の信号線を介して伝達された信号との和を増幅する第1のモードにおける前記帰還容量部の容量値を、前記第1の信号線を介して伝達された信号と前記第2の信号線を介して伝達された信号とを異なるタイミングで増幅する第2のモードにおける前記帰還容量部の容量値より小さくし、
前記増幅部は、前記撮像装置が前記第1の撮影モードにある場合の前記第1のモードにおける前記帰還容量部の容量値と、前記撮像装置が前記第2の撮影モードにある場合の前記第2のモードにおける前記帰還容量部の容量値とを等しくする
ことを特徴とする撮像装置。 - 撮像装置の駆動方法であって、
前記撮像装置は、入射光に応じた信号を出力する複数の画素を有する画素配列と、前記画素配列からの信号を増幅する増幅部とを備え、前記増幅部は、入力容量部及び帰還容量部を含み、前記入力容量部の容量値と前記帰還容量部の容量値との比に応じて信号を増幅し、前記画素配列は、第1の信号線に信号を出力する第1の画素と、第2の信号線に信号を出力する第2の画素とを含み、前記撮像装置は、第1の撮影モードと第2の撮影モードとを有し、
前記撮像装置の駆動方法は、前記撮像装置が前記第1の撮影モードにある場合と前記第2の撮影モードにある場合とのそれぞれにおいて、第1のモードにおいては、前記第1の信号線を介して伝達された信号と前記第2の信号線を介して伝達された信号との和を増幅し、第2のモードにおいては、前記第1の信号線を介して伝達された信号と前記第2の信号線を介して伝達された信号とを異なるタイミングで増幅し、
前記第1のモードにおける前記帰還容量部の容量値は、前記第2のモードにおける前記帰還容量部の容量値よりも小さく、
前記撮像装置が前記第1の撮影モードにある場合の前記第1のモードにおける前記帰還容量部の容量値と、前記撮像装置が前記第2の撮影モードにある場合の前記第2のモードにおける前記帰還容量部の容量値とが等しい
ことを特徴とする撮像装置の駆動方法。
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