JP2002198754A - Variable gain amplifier, imaging unit, imaging system and amplification method - Google Patents

Variable gain amplifier, imaging unit, imaging system and amplification method

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JP2002198754A
JP2002198754A JP2000393185A JP2000393185A JP2002198754A JP 2002198754 A JP2002198754 A JP 2002198754A JP 2000393185 A JP2000393185 A JP 2000393185A JP 2000393185 A JP2000393185 A JP 2000393185A JP 2002198754 A JP2002198754 A JP 2002198754A
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JP
Japan
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gain
variable gain
gain amplifier
amplifier
digital data
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JP2000393185A
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Inventor
Daisuke Yoshida
大介 吉田
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Original Assignee
Canon Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a variable gain amplifier having a highly accurate gain characteristic without increasing the power consumption through the configuration of the variable gain amplifier whose gain characteristic can be correctable. SOLUTION: The variable gain amplifier receives digital data to control is gain and is provided with a measurement means that measures a gain when the most significant bit of the data is changed and a correction means that corrects the gain of the amplifier according to the measured gain.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はゲイン可変のアンプ
に係り、特にゲイン可変アンプとADコンバータを組み合
わせたアナログ信号処理回路に関する。
The present invention relates to a variable gain amplifier, and more particularly to an analog signal processing circuit combining a variable gain amplifier and an AD converter.

【0002】[0002]

【従来の技術】図5は従来のゲイン可変アンプとADコン
バータを組み合わせたアナログ信号処理回路のブロック
図である。図においては入力されたアナログ信号はゲイ
ン可変アンプPGA(programmable gain amp)であらかじめ
設定されたゲインがかけられ、ADコンバータADCの入力
レンジに合うアナログ信号に変換される。さらにこのア
ナログ信号をADコンバータによってディジタル信号に変
換し、このディジタル信号を出力する。ゲイン可変アン
プのゲイン設定データはシリアルインタフェースとレジ
スタによって設定されるのが一般的である。
2. Description of the Related Art FIG. 5 is a block diagram of a conventional analog signal processing circuit combining a variable gain amplifier and an AD converter. In the figure, an input analog signal is applied with a preset gain by a variable gain amplifier PGA (programmable gain amp), and is converted into an analog signal matching the input range of the AD converter ADC. Further, the analog signal is converted into a digital signal by an AD converter, and the digital signal is output. Generally, the gain setting data of the variable gain amplifier is set by a serial interface and a register.

【0003】また図4はこのようなゲイン可変アンプに
用いるに好適なスイッチトキャパシタ型の回路を示した
回路図である。図の回路は、入力部の所定のウエイトが
かけられたキャパシタ群とフィードバックのキャパシタ
と複数のトランスファスイッチから構成されており、差
動入力、差動出力の回路となっている。なお1C,2C・・・は
各キャパシタの静電容量値を示している。本例ではゲイ
ン設定データが4bit分解能である場合を示している。ゲ
イン設定データd0-d3と回路のゲインの関係は以下の対
応となる。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a switched capacitor type circuit suitable for use in such a variable gain amplifier. The circuit shown in the figure is composed of a capacitor group with a predetermined weight applied to the input section, a feedback capacitor, and a plurality of transfer switches, and is a circuit of differential input and differential output. .. Represent the capacitance values of the respective capacitors. This example shows a case where the gain setting data has a 4-bit resolution. The relationship between the gain setting data d0-d3 and the gain of the circuit is as follows.

【0004】 設定データ ゲイン 0000 1 0001 2 0010 3 0011 4 : : 1100 13 1101 14 1110 15 1111 16Setting data gain 0000 1 0001 2 0010 3 0011 4:: 1100 13 1101 14 1110 15 1111 16

【0005】PGA回路が理想的である場合、概略、ゲイ
ン設定データとゲインとの関係は図8に示したようにリ
ニアな特性となる。
When the PGA circuit is ideal, the relationship between the gain setting data and the gain generally has a linear characteristic as shown in FIG.

【0006】また高分解能でのゲイン設定が要求される
場合、図11に示したように、ビットごとに回路を分離
し、それらを後段で加算する構成が有用である。その理
由は、高分解能になってくるとバイナリのウエイトをか
けたキャパシタサイズが大きくなり、例えば、図4と同
様に1段構成で8ビット分解能を実現する場合、最下位ビ
ットが1Cであるとすると最上位ビットは128Cものサイズ
になってしまい、回路動作速度、回路サイズの面で非常
に不利になってくることにある。図においては差動アン
プの正側のみ表記しており、負側の回路および図4にお
けるφ1,φ2に相当するスイッチは省略している。本例
ではゲイン設定データは8ビットの分解能である場合を
示している。この場合ゲイン設定データとゲインの関係
は以下の対応となる。
When gain setting with high resolution is required, it is useful to adopt a configuration in which a circuit is separated for each bit and added at a subsequent stage as shown in FIG. The reason is that as the resolution becomes higher, the size of the capacitor weighted with binary weights becomes larger.For example, when 8-bit resolution is realized with a one-stage configuration as in FIG. 4, it is assumed that the least significant bit is 1C. Then, the most significant bit becomes as large as 128C, which is very disadvantageous in terms of circuit operation speed and circuit size. In the figure, only the positive side of the differential amplifier is shown, and the circuit on the negative side and switches corresponding to φ1 and φ2 in FIG. 4 are omitted. This example shows a case where the gain setting data has an 8-bit resolution. In this case, the relationship between the gain setting data and the gain is as follows.

【0007】 設定データ ゲイン 00000000 1 00000001 1.0625 00000010 1.125 00000011 1.1875 : : 11111100 16.5 11111101 16.5625 11111110 16.625 11111111 16.6875[0007] Setting data gain 00000000 1 00000001 1.0625 00000010 1.125 00000011 1.1875:: 11111100 16.5 11111101 16.5625 11111110 16.625 11111111 16.6875

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上記した従来技術には
以下に示す問題点があった。回路には有限の寄生容量が
存在し、かつ加工精度に見合った容量値のばらつきが存
在する。この寄生容量およびばらつきの大きさがゲイン
を決定している入力部のキャパシタおよびフィードバッ
クのキャパシタの容量値に対して無視できない場合、所
望のゲイン値に対して実際の回路のゲイン値が誤差をも
ってくる。高精度なゲイン設定を必要とする場合、寄生
容量およびばらつきの影響を少なくするために、キャパ
シタサイズを大きくする必要がある。このことは駆動す
る負荷の増大を意味し、アンプのスルーレートが大きい
ことが要求され、特に高速動作がもとめられる場合に消
費電力の増大をまねく。これをさけるためにキャパシタ
サイズを小さくすると、特に最上位ビットのデータが変
化する際のリニアリティに問題が生じ、図9または図10
に示すようなリニアリティの悪いゲイン特性になること
が多い。ただし4ビット程度の分解能では、図に示した
ほど極端なリニアリティエラーは生じにくい。しかしな
がら8ビット程度以上の高分解能になると、この問題が
顕在化してくる。図11の回路においてもっともゲインの
大きい回路ブロックのフィードバック容量は1Cの容量で
あり、回路中でもっとも小さいと同時に、ゲインを大き
く設定しているため、この部分では寄生容量およびばら
つきによる誤差がもっとも大きく影響する。結果、図9
または図10に示したようなリニアリティエラーが生じや
すい。
The above-mentioned prior art has the following problems. The circuit has a finite parasitic capacitance and a variation in capacitance value corresponding to the processing accuracy. When the magnitude of the parasitic capacitance and the variation cannot be ignored with respect to the capacitance values of the input capacitor and the feedback capacitor which determine the gain, the gain value of the actual circuit has an error with respect to the desired gain value. . When high-precision gain setting is required, it is necessary to increase the capacitor size in order to reduce the influence of parasitic capacitance and variation. This means an increase in the load to be driven, and it is required that the slew rate of the amplifier be high. In particular, when high-speed operation is required, power consumption increases. If the capacitor size is reduced to avoid this, there is a problem in the linearity, especially when the data of the most significant bit changes.
In many cases, the gain characteristic has poor linearity as shown in FIG. However, with a resolution of about 4 bits, an extreme linearity error is unlikely to occur as shown in the figure. However, when the resolution becomes higher than about 8 bits, this problem becomes apparent. The feedback capacitance of the circuit block with the largest gain in the circuit of Fig. 11 is 1C, which is the smallest in the circuit, and at the same time, the gain is set large. Affect. Result, FIG. 9
Or, a linearity error as shown in FIG. 10 is likely to occur.

【0009】本発明は、消費電力を増大させることな
く、高速で高精度なゲイン可変アンプを実現することを
目的とする。
It is an object of the present invention to realize a high-speed and high-precision variable gain amplifier without increasing power consumption.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明の一観点によれ
ば、ディジタルデータによってゲインを制御可能なゲイ
ン可変アンプであって、最上位ビットが変化する際のゲ
イン値を測定する測定手段と、前記測定されたゲイン値
によってゲイン値を補正する補正手段とを有することを
特徴とするゲイン可変アンプが提供される。
According to one aspect of the present invention, there is provided a variable gain amplifier whose gain can be controlled by digital data, wherein a measuring means for measuring a gain value when a most significant bit changes; And a correcting means for correcting the gain value based on the measured gain value.

【0011】本発明の他の観点によれば、ディジタルデ
ータによってゲインを制御可能なゲイン可変アンプと、
第1のディジタルデータにおける前記ゲイン可変アンプ
のゲイン値と第2のディジタルデータにおける前記ゲイ
ン可変アンプのゲイン値とに基づいて、前記ゲイン可変
アンプのゲイン値を補正する補正手段とを有することを
特徴とするゲイン可変アンプが提供される。
According to another aspect of the present invention, a variable gain amplifier whose gain can be controlled by digital data,
Correction means for correcting the gain value of the variable gain amplifier based on the gain value of the variable gain amplifier in the first digital data and the gain value of the variable gain amplifier in the second digital data. Variable gain amplifier is provided.

【0012】本発明のさらに他の観点によれば、ディジ
タルデータによってゲインを制御可能なゲイン可変アン
プの増幅方法であって、最上位ビットが変化する際のゲ
イン値を測定する測定ステップと、前記測定されたゲイ
ン値によってゲイン値を補正する補正ステップとを有す
ることを特徴とするゲイン可変アンプの増幅方法が提供
される。
According to still another aspect of the present invention, there is provided a method of amplifying a variable gain amplifier capable of controlling a gain by digital data, the method comprising: measuring a gain value when a most significant bit changes; And a correction step of correcting the gain value based on the measured gain value.

【0013】本発明のさらに他の観点によれば、ディジ
タルデータによってゲインを制御可能なゲイン可変アン
プの増幅方法であって、第1のディジタルデータにおけ
る前記ゲイン可変アンプのゲイン値と第2のディジタル
データにおける前記ゲイン可変アンプのゲイン値とに基
づいて、前記ゲイン可変アンプのゲイン値を補正する補
正ステップを有することを特徴とするゲイン可変アンプ
の増幅方法が提供される。
According to still another aspect of the present invention, there is provided a method of amplifying a variable gain amplifier, wherein the gain is controllable by digital data, wherein a gain value of the variable gain amplifier in first digital data and a second digital A method of amplifying a variable gain amplifier, comprising: a correction step of correcting a gain value of the variable gain amplifier based on a gain value of the variable gain amplifier in data.

【0014】本発明によれば、ゲイン可変アンプのゲイ
ン特性を補正することが可能であるので、消費電力を増
大させることなく、高精度のゲイン特性を有するゲイン
可変アンプを実現可能である。
According to the present invention, the gain characteristic of the variable gain amplifier can be corrected, so that a variable gain amplifier having high-precision gain characteristics can be realized without increasing power consumption.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を、実施
例に沿って図面を参照しながら説明する。図1は本発明
に係る実施例を示したブロック図である。図ではゲイン
補正手段として、ゲイン設定データ発生と、ゲイン補正
のためのアナログ信号発生と、それぞれのゲイン設定に
おけるAD変換した結果をラッチし比較する手段、その比
較した結果によってゲイン補正用キャパシタのスイッチ
を制御する手段で構成されている。図2は図1におけるga
in cal. logic部を示した回路ブロック図である。さら
に図3は図1におけるcal. sig. gen.部の構成する1例を
示した回路図である。そして図6はゲイン補正のための
キャパシタを付加したゲイン可変アンプを示した回路図
である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below along with examples with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment according to the present invention. In the figure, as gain correction means, means for latching and comparing gain setting data generation, generation of an analog signal for gain correction, and AD conversion results in each gain setting, and a switch for a gain correction capacitor according to the comparison result. . FIG. 2 shows ga in FIG.
FIG. 3 is a circuit block diagram illustrating an in cal. logic unit. FIG. 3 is a circuit diagram showing an example of the configuration of the cal.sig.gen. Section in FIG. FIG. 6 is a circuit diagram showing a variable gain amplifier to which a capacitor for gain correction is added.

【0016】まず、外部から制御信号としてgain cal e
nable信号を入力し、ゲイン補正動作を開始する。この
信号によって、図1の2つのスイッチは下側につながり、
同時に図2および図3の回路も動作する。最初に図2にお
けるTGから、ゲイン設定データ発生手段は最上位ビット
のみlowすなわち(0111)のゲイン設定をする。さらにア
ナログ信号発生手段図3から発生した第1のアナログ信号
レベルをゲイン可変アンプに入力する。このときのアナ
ログ出力をADコンバータによってディジタルデータに変
換し、このデータは図2のTGからの出力lat1の信号に同
期して第1のラッチ手段latch1に蓄積される。次に、図2
におけるTGから、ゲイン設定データ発生手段は最上位ビ
ットのみhighすなわち(1000)のゲイン設定をする。さら
にアナログ信号発生手段図3から発生した第2のアナログ
信号レベルをゲイン可変アンプに入力する。このときの
アナログ出力を同様にADコンバータによってディジタル
データに変換し、このデータは図2のTGからの出力lat2
の信号に同期して第2のラッチ手段latch2に蓄積され
る。そして第1および第2のラッチ手段に蓄積されたディ
ジタルデータをディジタルコンパレータd_compで大小比
較する。
First, gain cal e is externally applied as a control signal.
Input the nable signal and start the gain correction operation. This signal connects the two switches in Figure 1 to the bottom,
2 and 3 also operate at the same time. First, from the TG in FIG. 2, the gain setting data generating means sets only the most significant bit to low, that is, (0111). Further, the first analog signal level generated from the analog signal generation means (FIG. 3) is input to the variable gain amplifier. The analog output at this time is converted into digital data by the AD converter, and this data is stored in the first latch means latch1 in synchronization with the signal of the output lat1 from the TG in FIG. Then Figure 2
, The gain setting data generating means sets only the most significant bit to high, that is, (1000) gain setting. Further, the second analog signal level generated from the analog signal generation means (FIG. 3) is input to the variable gain amplifier. The analog output at this time is similarly converted into digital data by an AD converter, and this data is output from the TG shown in FIG.
Is stored in the second latch means latch2 in synchronization with the signal of the second latch. Then, the digital data stored in the first and second latch means are compared in magnitude by a digital comparator d_comp.

【0017】ここでアナログ信号発生手段から発生する
2つのアナログ信号はゲイン可変アンプの特性が理想的
である場合、すなわち図8に示したような特性である場
合に、第1および第2のラッチ手段に蓄積されたディジタ
ルデータが一致するように図3における抵抗素子の抵抗
値はあらかじめ設定されている。よって、ゲイン可変ア
ンプのゲイン特性に問題がなければディジタルコンパレ
ータはeqを出力する。このときにはゲイン補正用キャパ
シタは使用しない。
Here, the signal is generated from the analog signal generating means.
When the characteristics of the two analog signals are ideal, that is, when the characteristics of the variable gain amplifier are ideal, that is, when the characteristics are as shown in FIG. 8, the digital data stored in the first and second latch means match. The resistance value of the resistance element in FIG. 3 is set in advance. Therefore, if there is no problem in the gain characteristics of the variable gain amplifier, the digital comparator outputs eq. At this time, no gain correction capacitor is used.

【0018】一方、ゲイン特性が図9のようになった場
合は、第1のラッチ手段に蓄積されたディジタルデータ
の方が第2のラッチ手段に蓄積されたディジタルデータ
より大きくなり、ディジタルコンパレータはgtを出力す
る。この信号によって、ゲイン設定データの最上位ビッ
トがhighに設定されたときに同時にゲイン補正用キャパ
シタをアクティブとしてゲインを大きくしゲインのリニ
アリティ特性を改善するよう動作する。
On the other hand, when the gain characteristic becomes as shown in FIG. 9, the digital data stored in the first latch means is larger than the digital data stored in the second latch means, and the digital comparator Output gt. With this signal, when the most significant bit of the gain setting data is set to high, at the same time, the gain correcting capacitor is activated to increase the gain and operate to improve the gain linearity characteristic.

【0019】さらにゲイン特性が図10のようになった場
合は、第1のラッチ手段に蓄積されたディジタルデータ
の方が第2のラッチ手段に蓄積されたディジタルデータ
より小さくなり、ディジタルコンパレータはltを出力す
る。この信号によって、ゲイン設定データの最上位ビッ
トがlowに設定されたときに同時にゲイン補正用キャパ
シタをアクティブとしゲインを強制的に大きくしゲイン
リニアリティ特性を改善する。
Further, when the gain characteristic becomes as shown in FIG. 10, the digital data stored in the first latch means becomes smaller than the digital data stored in the second latch means, and the digital comparator becomes lt. Is output. With this signal, when the most significant bit of the gain setting data is set to low, the gain correction capacitor is activated simultaneously and the gain is forcibly increased to improve the gain linearity characteristic.

【0020】このような処理は例えば図7に示した回路
で実現可能である。図7の回路は2つのラッチ手段、INV
ゲート、EX-NORゲート、ANDゲートから構成されてい
る。図7において、キャリブレーション動作中は、cal.e
n.の信号によって、スイッチは下側に接続され、d_add
はlowが出力され、図6においてゲイン補正用キャパシタ
は動作しない。次にキャリブレーション動作が終了する
と、図7におけるlatch信号によって2つのラッチ手段にe
q,gtの信号が蓄積され、スイッチは上側に接続される。
まず、eq=high,lt=lowであった場合は、d_add信号は常
にlowに固定され、補正用回路は動作しない。次にeq=lo
w,lt=lowである場合は、d3=lowのときd_add=low、d3=hi
ghのときd_add=highとなり、最上位ビットd3がhighのと
きに補正用回路が動作する。さらにeq=low,lt=highであ
る場合には、d3=lowのときd_add=highとなり、最上位ビ
ットd3がlowのときに補正用回路が動作する。
Such processing can be realized by, for example, the circuit shown in FIG. The circuit of FIG. 7 has two latching means, INV
Gate, EX-NOR gate, and AND gate. In FIG. 7, during the calibration operation, cal.e
The switch is connected to the lower side by the signal of n.
Is output low, and the gain correcting capacitor does not operate in FIG. Next, when the calibration operation is completed, the two latch units are set to e by the latch signal in FIG.
The signals of q and gt are accumulated, and the switch is connected to the upper side.
First, when eq = high and lt = low, the d_add signal is always fixed to low, and the correction circuit does not operate. Then eq = lo
If w, lt = low, d_add = low, d3 = hi when d3 = low
When gh, d_add = high, and when the most significant bit d3 is high, the correction circuit operates. Further, when eq = low and lt = high, d_add = high when d3 = low, and the correction circuit operates when the most significant bit d3 is low.

【0021】上記した実施例では、ゲイン補正用キャパ
シタの容量値はゲイン可変アンプの最下位ビット用のキ
ャパシタと同サイズであった。ADコンバータの分解能が
高ければ、ゲイン補正をさらに高精度にすることも可能
である。すなわち図13に示したようにゲイン可変アンプ
の最下位ビット用キャパシタの1/2の容量値でゲイン補
正用キャパシタを構成する。本実施例ではゲイン可変ア
ンプのゲイン設定データの1/2LSBの精度でゲイン特性の
補正が可能である。この際、d_add0,d_add1の2ビットの
信号をADコンバータの出力結果から作ることになる。
In the above embodiment, the capacitance value of the gain correction capacitor is the same size as the least significant bit capacitor of the variable gain amplifier. If the resolution of the AD converter is high, the gain correction can be made even more accurate. That is, as shown in FIG. 13, the capacitance for gain correction is constituted by half the capacitance value of the capacitor for the least significant bit of the variable gain amplifier. In this embodiment, the gain characteristic can be corrected with an accuracy of 1/2 LSB of the gain setting data of the variable gain amplifier. At this time, two-bit signals d_add0 and d_add1 are generated from the output result of the AD converter.

【0022】さらに高分解能のゲイン設定が可能な図10
のような従来例に対しては、図12の実施例となる。本実
施例においてもd_addで制御されるスイッチトキャパシ
タの補正回路は上記の実施例と同様に制御される。
FIG. 10 is a diagram in which gain can be set with higher resolution.
Such a conventional example is the embodiment of FIG. Also in this embodiment, the correction circuit of the switched capacitor controlled by d_add is controlled in the same manner as in the above embodiment.

【0023】図14は本発明の実施例に係るゲイン補正機
能を有するゲイン可変アンプを撮像装置に応用した実施
例を示したブロック図である。エリアセンサ部で光電変
換された画像信号は、ゲイン可変アンプに入力され、AD
変換回路の入力レンジに合うアナログ信号に変換され
る。図においては省略しているが、センサ出力のノイズ
除去のために相関2重サンプリング(CDS)回路をゲイン可
変アンプの前段に設けることも一般的にしばしば行われ
る。このアナログ信号はアナログ・ディジタル変換部に
入力され、ディジタル信号に変換される。そしてディジ
タル信号に変換された画像信号が外部に出力される。本
実施例においては、ゲイン可変アンプにゲイン補正機能
が付加されているためより高分解能で高精度のアナログ
信号処理が可能である。結果、被写体に応じたゲイン設
定が高精度で実現できる。
FIG. 14 is a block diagram showing an embodiment in which a variable gain amplifier having a gain correction function according to an embodiment of the present invention is applied to an image pickup apparatus. The image signal photoelectrically converted by the area sensor is input to a variable gain amplifier,
The signal is converted to an analog signal that matches the input range of the conversion circuit. Although omitted in the figure, it is common practice to provide a correlated double sampling (CDS) circuit before the variable gain amplifier in order to remove noise from the sensor output. This analog signal is input to an analog-to-digital converter and converted into a digital signal. Then, the image signal converted into the digital signal is output to the outside. In this embodiment, since a gain correction function is added to the variable gain amplifier, analog signal processing with higher resolution and higher accuracy is possible. As a result, gain setting according to the subject can be realized with high accuracy.

【0024】図15に基づいて、上記の図14で説明した撮
像装置を用いた撮像システムについて説明する。
An image pickup system using the image pickup apparatus described with reference to FIG. 14 will be described with reference to FIG.

【0025】図15において、1はレンズのプロテクトと
メインスイッチを兼ねるバリア、2は被写体の光学像を
固体撮像素子4に結像させるレンズ、3はレンズ2を通
った光量を可変するための絞り、4はレンズ2で結像さ
れた被写体を画像信号として取り込むための固体撮像素
子(撮像装置)、5は、固体撮像素子4から出力される画
像信号を増幅するゲイン可変アンプ部及びゲイン値を補
正するためのゲイン補正回路部等を含む撮像信号処理回
路、6は固体撮像素子4より出力される画像信号のアナ
ログ−ディジタル変換を行うA/D変換器、7はA/D
変換器6より出力された画像データに各種の補正を行っ
たりデータを圧縮する信号処理部、8は固体撮像素子
4、撮像信号処理回路5、A/D変換器6、信号処理部
7に、各種タイミング信号を出力するタイミング発生
部、9は各種演算とスチルビデオカメラ全体を制御する
全体制御・演算部、10は画像データを一時的に記憶す
る為のメモリ部、11は記録媒体に記録または読み出し
を行うためのインターフェース部、12は画像データの
記録または読み出しを行う為の半導体メモリ等の着脱可
能な記録媒体、13は外部コンピュータ等と通信する為
のインターフェース部である。
In FIG. 15, reference numeral 1 denotes a barrier which functions both as protection of the lens and as a main switch, 2 as a lens for forming an optical image of a subject on the solid-state image pickup device 4, and 3 as an aperture for varying the amount of light passing through the lens 2. Reference numeral 4 denotes a solid-state imaging device (imaging device) for capturing a subject formed by the lens 2 as an image signal; An image signal processing circuit including a gain correction circuit unit for correction; 6, an A / D converter for performing analog-digital conversion of an image signal output from the solid-state image sensor 4; 7, an A / D converter
The signal processing unit 8 performs various corrections on the image data output from the converter 6 and compresses the data. The signal processing unit 8 includes a solid-state imaging device 4, an imaging signal processing circuit 5, an A / D converter 6, and a signal processing unit 7. A timing generator 9 for outputting various timing signals, a general control / arithmetic unit 9 for controlling various calculations and the entire still video camera, a memory unit 10 for temporarily storing image data, and a recording or recording unit 11 for recording on a recording medium. An interface unit for performing reading, 12 is a detachable recording medium such as a semiconductor memory for recording or reading image data, and 13 is an interface unit for communicating with an external computer or the like.

【0026】次に、前述の構成における撮影時のスチル
ビデオカメラの動作について説明する。
Next, the operation of the still video camera at the time of shooting in the above configuration will be described.

【0027】バリア1がオープンされるとメイン電源が
オンされ、次にコントロール系の電源がオンし、更にA
/D変換器6などの撮像系回路の電源がオンされる。
When the barrier 1 is opened, the main power supply is turned on, then the control system power supply is turned on.
The power of the imaging system circuit such as the / D converter 6 is turned on.

【0028】それから、露光量を制御する為に、全体制
御・演算部9は絞り3を開放にし、固体撮像素子4から
出力された信号はA/D変換器6で変換された後、信号
処理部7に入力される。
Then, in order to control the amount of exposure, the overall control / arithmetic unit 9 opens the aperture 3 and the signal output from the solid-state image sensor 4 is converted by the A / D converter 6 and then processed by the signal processing unit. Input to the unit 7.

【0029】そのデータを基に露出の演算を全体制御・
演算部9で行う。この測光を行った結果により明るさを
判断し、その結果に応じて全体制御・演算部9は絞りを
制御する。
Based on the data, the exposure calculation is totally controlled.
The calculation is performed by the arithmetic unit 9. The brightness is determined based on the result of the photometry, and the overall control / arithmetic unit 9 controls the aperture according to the result.

【0030】次に、固体撮像素子4から出力された信号
をもとに、高周波成分を取り出し被写体までの距離の演
算を全体制御・演算部9で行う。その後、レンズを駆動
して合焦か否かを判断し、合焦していないと判断した時
は、再びレンズを駆動し測距を行う。
Next, based on the signal output from the solid-state imaging device 4, high-frequency components are extracted, and the distance to the subject is calculated by the overall control / calculation unit 9. Thereafter, the lens is driven to determine whether or not the lens is in focus. When it is determined that the lens is not focused, the lens is driven again to perform distance measurement.

【0031】そして、合焦が確認された後に本露光が始
まる。露光が終了すると、固体撮像素子4から出力され
た画像信号はA/D変換器6でA/D変換され、信号処
理部7を通り全体制御・演算部9によりメモリ部に書き
込まれる。
Then, after the focusing is confirmed, the main exposure starts. When the exposure is completed, the image signal output from the solid-state imaging device 4 is A / D converted by the A / D converter 6, passes through the signal processing unit 7, and is written in the memory unit by the overall control / arithmetic unit 9.

【0032】その後、メモリ部10に蓄積されたデータ
は、全体制御・演算部9の制御により記録媒体制御I/
F部を通り半導体メモリ等の着脱可能な記録媒体12に
記録される。
Thereafter, the data stored in the memory unit 10 is transferred to the recording medium control I / O under the control of the overall control / arithmetic unit 9.
The data is recorded on a removable recording medium 12 such as a semiconductor memory through the F section.

【0033】また、外部I/F部13を通り直接コンピ
ュータ等に入力して画像の加工を行ってもよい。
Further, the image may be processed by inputting it directly to a computer or the like through the external I / F unit 13.

【0034】以上の説明から明らかなように、本実施例
によればゲイン可変アンプのゲイン特性を補正すること
が可能であるので、消費電力を増大させることなく、高
精度のゲイン特性を有するゲイン可変アンプを実現可能
である。
As is clear from the above description, according to the present embodiment, the gain characteristic of the variable gain amplifier can be corrected, so that the gain having a high-precision gain characteristic can be obtained without increasing power consumption. A variable amplifier can be realized.

【0035】なお、上記実施例は、何れも本発明を実施
するにあたっての具体化のほんの一例を示したものに過
ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解
釈されてはならないものである。すなわち、本発明はそ
の技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することな
く、様々な形で実施することができる。
It should be noted that each of the above embodiments is merely an example of a concrete embodiment for carrying out the present invention, and the technical scope of the present invention should not be interpreted in a limited manner. It is. That is, the present invention can be implemented in various forms without departing from the technical idea or the main features.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ゲ
イン可変アンプのゲイン特性を補正することが可能であ
るので、消費電力を増大させることなく、高精度のゲイ
ン特性を有するゲイン可変アンプを実現可能である。
As described above, according to the present invention, it is possible to correct the gain characteristic of a variable gain amplifier, so that a variable gain amplifier having a high-precision gain characteristic can be obtained without increasing power consumption. Is feasible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例にかかるゲイン可変アンプを示
した回路ブロック図である。
FIG. 1 is a circuit block diagram showing a variable gain amplifier according to an embodiment of the present invention.

【図2】本実施例にかかるゲイン補正回路のロジック回
路部を示した回路ブロック図である。
FIG. 2 is a circuit block diagram illustrating a logic circuit unit of the gain correction circuit according to the embodiment.

【図3】本実施例にかかるゲイン補正回路の補正用アナ
ログ信号発生回路の1例を示した回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing an example of a correction analog signal generation circuit of the gain correction circuit according to the embodiment.

【図4】ゲイン可変アンプを実現するに好適な従来のス
イッチトキャパシタ回路を示した回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a conventional switched capacitor circuit suitable for realizing a variable gain amplifier.

【図5】従来のゲイン可変アンプとADコンバータを組み
合わせた回路を示したブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing a circuit in which a conventional variable gain amplifier and an AD converter are combined.

【図6】本実施例にかかるゲイン補正が可能なスイッチ
トキャパシタ回路を示した回路図である。
FIG. 6 is a circuit diagram showing a switched capacitor circuit capable of correcting a gain according to the embodiment.

【図7】本実施例にかかるゲイン可変アンプのゲイン補
正ロジック回路の1部を示した回路図である。
FIG. 7 is a circuit diagram showing a part of a gain correction logic circuit of the variable gain amplifier according to the embodiment.

【図8】理想的なゲイン可変アンプのゲイン特性を説明
する図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating gain characteristics of an ideal gain variable amplifier.

【図9】ゲイン誤差のあるゲイン可変アンプのゲイン特
性を説明する図である。
FIG. 9 is a diagram illustrating gain characteristics of a variable gain amplifier having a gain error.

【図10】ゲイン誤差のあるゲイン可変アンプのゲイン
特性を説明する図である。
FIG. 10 is a diagram illustrating gain characteristics of a variable gain amplifier having a gain error.

【図11】従来の高分解能のゲイン可変アンプを示した
回路図である。
FIG. 11 is a circuit diagram showing a conventional high-resolution variable gain amplifier.

【図12】本実施例にかかるゲイン補正が可能な高分解
能のゲイン可変アンプを示す図である。
FIG. 12 is a diagram illustrating a high-resolution variable gain amplifier capable of gain correction according to the present embodiment.

【図13】本実施例にかかる高精度でゲイン補正可能な
ゲイン可変アンプを示す図である。
FIG. 13 is a diagram illustrating a variable gain amplifier capable of performing gain correction with high accuracy according to the present embodiment.

【図14】本実施例にかかるゲイン可変アンプを適用し
た撮像装置を示す図である。
FIG. 14 is a diagram illustrating an imaging device to which the variable gain amplifier according to the present embodiment is applied.

【図15】本実施例にかかるゲイン可変アンプを適用し
た撮像システムを示す図である。
FIG. 15 is a diagram illustrating an imaging system to which the variable gain amplifier according to the present embodiment is applied.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 バリア 2 レンズ 3 絞り 4 固体撮像素子 5 撮像信号処理回路 6 A/D変換器 7 信号処理部 8 タイミング発生部 9 全体制御・演算部 10 メモリ部 11 記録媒体制御インタフェース部 12 記録媒体 13 外部インタフェース部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Barrier 2 Lens 3 Aperture 4 Solid-state image sensor 5 Image signal processing circuit 6 A / D converter 7 Signal processor 8 Timing generator 9 Overall control / arithmetic unit 10 Memory unit 11 Recording medium control interface unit 12 Recording medium 13 External interface Department

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // H04N 101:00 H04N 101:00 Fターム(参考) 5C022 AA13 AB20 AC69 5C024 BX01 CX00 CX41 HX18 HX23 5J022 AA01 BA06 BA08 CA07 CC02 CF02 5J100 AA02 AA04 AA21 AA26 BA07 BB11 BB16 BB17 BC07 CA12 CA14 CA22 CA23 CA26 CA28 CA29 DA06 EA02 FA00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (reference) // H04N 101: 00 H04N 101: 00 F term (reference) 5C022 AA13 AB20 AC69 5C024 BX01 CX00 CX41 HX18 HX23 5J022 AA01 BA06 BA08 CA07 CC02 CF02 5J100 AA02 AA04 AA21 AA26 BA07 BB11 BB16 BB17 BC07 CA12 CA14 CA22 CA23 CA26 CA28 CA29 DA06 EA02 FA00

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ディジタルデータによってゲインを制御
可能なゲイン可変アンプであって、 最上位ビットが変化する際のゲイン値を測定する測定手
段と、 前記測定されたゲイン値によってゲイン値を補正する補
正手段とを有することを特徴とするゲイン可変アンプ。
1. A variable gain amplifier whose gain can be controlled by digital data, a measuring means for measuring a gain value when a most significant bit changes, and a correction for correcting a gain value based on the measured gain value. And a variable gain amplifier.
【請求項2】 前記測定手段は、アンプの入力部に所定
のレベルを出力する手段と、ゲイン設定データとして最
上位ビットのみ1で他のビットは0のデータと、最上位
ビットのみ0で他のビットは0のデータを発生する手段
と、前記ゲイン可変アンプの出力値をアナログ・ディジ
タル変換する手段と、前記アナログ・ディジタル変換さ
れたディジタルデータを処理するロジック回路を含むこ
とを特徴とする請求項1に記載のゲイン可変アンプ。
2. The measuring means includes means for outputting a predetermined level to an input section of an amplifier; data for setting only the most significant bit as 1 and other bits as 0 as gain setting data; And a logic circuit for processing the analog-to-digital converted digital data. Item 4. The variable gain amplifier according to Item 1.
【請求項3】 前記ゲイン可変アンプはスイッチトキャ
パシタ型の回路であり、前記補正手段はゲイン補正用に
付加されたスイッチトキャパシタであることを特徴とす
る請求項1に記載のゲイン可変アンプ。
3. The variable gain amplifier according to claim 1, wherein said variable gain amplifier is a switched capacitor type circuit, and said correction means is a switched capacitor added for gain correction.
【請求項4】 ディジタルデータによってゲインを制御
可能なゲイン可変アンプと、 第1のディジタルデータにおける前記ゲイン可変アンプ
のゲイン値と第2のディジタルデータにおける前記ゲイ
ン可変アンプのゲイン値とに基づいて、前記ゲイン可変
アンプのゲイン値を補正する補正手段とを有することを
特徴とするゲイン可変アンプ。
4. A variable gain amplifier whose gain can be controlled by digital data, based on a gain value of the variable gain amplifier in first digital data and a gain value of the variable gain amplifier in second digital data. Correction means for correcting the gain value of the variable gain amplifier.
【請求項5】 光電変換を行う画素が行および列方向に
複数配置されたエリアセンサ部と、前記エリアセンサ部
から出力される画像信号を所定の振幅に変換するゲイン
可変アンプと、前記ゲイン可変アンプから出力されるア
ナログ信号をディジタル信号に変換するアナログ・ディ
ジタル変換手段とを一体とした撮像装置であって、前記
ゲイン可変アンプに請求項1〜4のいずれかに記載のゲ
イン可変アンプを用いることを特徴とする撮像装置。
5. An area sensor unit in which a plurality of pixels performing photoelectric conversion are arranged in rows and columns, a variable gain amplifier for converting an image signal output from the area sensor unit into a predetermined amplitude, and a variable gain unit. An image pickup apparatus in which analog / digital conversion means for converting an analog signal output from an amplifier into a digital signal is integrated, wherein the variable gain amplifier uses the variable gain amplifier according to any one of claims 1 to 4. An imaging device characterized by the above-mentioned.
【請求項6】 結像された被写体を画像信号として取り
込むための撮像装置と、 被写体の光学像を前記撮像装置に結像させるレンズと、 前記レンズを通る光量を可変するための絞りと、 前記撮像装置から出力される画像信号を処理する画像信
号処理回路と、 前記画像信号処理回路にて処理された画像信号のアナロ
グ−ディジタル変換を行うA/D変換器とを有する撮像
システムであって、 前記撮像装置に請求項5記載の撮像装置を用いることを
特徴とする撮像システム。
6. An imaging device for capturing an imaged subject as an image signal, a lens for forming an optical image of the object on the imaging device, an aperture for varying the amount of light passing through the lens, An imaging system comprising: an image signal processing circuit that processes an image signal output from an imaging device; and an A / D converter that performs analog-to-digital conversion of the image signal processed by the image signal processing circuit. An imaging system using the imaging device according to claim 5 as the imaging device.
【請求項7】 ディジタルデータによってゲインを制御
可能なゲイン可変アンプの増幅方法であって、 最上位ビットが変化する際のゲイン値を測定する測定ス
テップと、 前記測定されたゲイン値によってゲイン値を補正する補
正ステップとを有することを特徴とするゲイン可変アン
プの増幅方法。
7. A method for amplifying a variable gain amplifier capable of controlling a gain by digital data, comprising: a measuring step of measuring a gain value when a most significant bit changes; and a gain value based on the measured gain value. A method of amplifying a variable gain amplifier.
【請求項8】 ディジタルデータによってゲインを制御
可能なゲイン可変アンプの増幅方法であって、 第1のディジタルデータにおける前記ゲイン可変アンプ
のゲイン値と第2のディジタルデータにおける前記ゲイ
ン可変アンプのゲイン値とに基づいて、前記ゲイン可変
アンプのゲイン値を補正する補正ステップを有すること
を特徴とするゲイン可変アンプの増幅方法。
8. A method for amplifying a variable gain amplifier, wherein a gain can be controlled by digital data, wherein a gain value of the variable gain amplifier in first digital data and a gain value of the variable gain amplifier in second digital data A step of correcting the gain value of the variable gain amplifier based on the above method.
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