JP2003009003A - 撮像装置および撮像システム - Google Patents

撮像装置および撮像システム

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JP2003009003A JP2001191787A JP2001191787A JP2003009003A JP 2003009003 A JP2003009003 A JP 2003009003A JP 2001191787 A JP2001191787 A JP 2001191787A JP 2001191787 A JP2001191787 A JP 2001191787A JP 2003009003 A JP2003009003 A JP 2003009003A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 加算動作時の感度の低下、ノイズ発生を抑制
する。 【解決手段】 光電変換部ＰＤと、光電変換部からの信
号を増幅して出力する増幅手段Ａｍｐ１，Ｉ1と、増幅
手段の出力側に接続される容量ＣHと、を有する画素を
複数有し、複数の画素のうちの２以上の画素の容量間を
共通に接続するスイッチ手段ＳＷ１０〜１２を備える。
スイッチ手段を第１のスイッチ手段としたときに、容量
は増幅手段の出力側にクランプ容量として一方の端子が
接続されるとともに、他方の端子に該他方の端子をクラ
ンプ電位に設定するための第２のスイッチ手段が接続さ
れ、第１のスイッチ手段は前記２以上の画素の他方の端
子間に設けられている。容量は前記増幅手段の出力側に
一方の端子が接続されるとともに、他方の端子が固定電
位とされる保持容量である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は撮像装置および撮像
システムに係わり、特に２以上の画素からの出力を加算
して出力可能な撮像装置および撮像システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】撮像装置としては、大別するとＣＣＤセ
ンサとＣＭＯＳセンサがある。ＣＣＤセンサは光電変換
された電荷を垂直方向及び水平方向に順次転送するもの
であり、ＣＭＯＳセンサは各画素に光電変換された信号
を増幅する増幅アンプを有し、増幅された信号を垂直走
査回路及び水平走査回路を用いて順次出力するものであ
る。
【０００３】ところで、撮像装置の中には、全画素を読
み出す標準的な動作に加えて、解像度が低下しても速い
フレームレート（スピード）で読み出す動作が可能な方
式が要求されることがある。
【０００４】上記ＣＭＯＳセンサは垂直走査回路及び水
平走査回路の走査を制御することで、ＣＭＯＳセンサの
ランダム・アクセス・スキャンが可能であり、画素を間
引いてスキャンする方法もあるが、この場合、読み飛ば
した画素の情報を捨ててしまうので感度的に不利とな
る。
【０００５】そこで、隣接するフォトダイオード等の光
電変換部の出力側をスイッチで結合させて電荷を加算、
別の言い方をすると電位の平均値を求め、この情報を出
力する方式が提案されている。
【０００６】図８（ａ）に撮像装置内の４画素を抜き出
した回路図を示す。図８（ａ）においては、フォトダイ
オードＰＤのリセット用スイッチは省略している。
【０００７】図８（ａ）に示すように、４つのフォトダ
イオードＰＤのカソード側（出力側）を加算用スイッチ
ＳＷ３０、３１、３２をオンすることにより結合し、電
荷を加算し、選択用スイッチＳＷ２０により画素を選択
してアンプＡｍｐ２０から垂直出力線に電位の平均値を
出力する。
【０００８】また、図８（ｂ）に示すように、一度、容
量ＦＤにフォトダイオードＰＤの電荷を転送用スイッチ
ＳＷ２１を転送した後に、図８（ａ）と同様にフォトダ
イオードＰＤのカソード側（出力側）を加算用スイッチ
をオンすることにより結合し、電荷を加算し、選択用ス
イッチＳＷ２０により画素を選択してアンプＡｍｐ２０
から垂直出力線に電位の平均値を出力する方法もある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】一般にフォトダイオー
ドＰＤの光による電荷は少ないので、高い電位を得たい
ため、フォトダイオードＰＤの容量もしくは図８（ｂ）
に示す容量ＦＤは極力小さくすることが望まれる。
【００１０】その一方、加算用スイッチＳＷもしくは接
続用配線には、少なからず浮遊容量ＣSWが存在し、これ
により感度が低下する。また、ｋＴＣノイズが増すこと
になる。
【００１１】また、加算用スイッチＳＷもしくは接続用
配線にはリーク電流ＩSWが存在する。これにより、重要
な光電荷がもれてしまう。さらに、リーク電流に伴うシ
ョットノイズでノイズが増大する。
【００１２】つまり、感度を増す目的で付けた加算用ス
イッチＳＷや接続用配線で逆に感度の低下を招いてしま
うことになる。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の撮像装置は、光
電変換部と、該光電変換部からの信号を増幅して出力す
る増幅手段と、該増幅手段の出力側に接続される容量
と、を有する画素を複数有し、該複数の画素のうちの２
以上の画素の前記容量間を共通に接続するスイッチ手段
を備えた撮像装置である。
【００１４】上記本発明の撮像装置の好適な形態は、前
記容量は前記増幅手段の出力側に一方の端子が接続され
るとともに、他方の端子が固定電位とされる保持容量で
ある撮像装置である。
【００１５】上記本発明の撮像装置の他の好適な形態
は、前記スイッチ手段を第１のスイッチ手段としたとき
に、前記容量は前記増幅手段の出力側にクランプ容量と
して一方の端子が接続されるとともに、他方の端子に該
他方の端子を一定の電位に設定するための第２のスイッ
チ手段が接続され、前記第１のスイッチ手段は前記２以
上の画素の該他方の端子間に設けられている撮像装置で
ある。
【００１６】上記本発明の撮像装置において、前記増幅
手段はソースフォロワ回路であることが望ましい。
【００１７】本発明では、画素内に光電荷を増幅する増
幅手段を持ち、この増幅手段に接続された容量に加算用
のスイッチ手段を設ける。本発明の好適な形態では、容
量にサンプルホールドの機能を兼ね備えた電位保持機能
を持たせた撮像装置とする。
【００１８】また本発明の別の好適な形態ではクランプ
回路機能を兼ね備え、固定パターンノイズやｋＴＣノイ
ズの小さな高感度の撮像装置とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を用いて詳細に説明する。
【００２０】（第１の実施形態）図１は本発明の撮像装
置の第１実施形態を示す４画素分の回路構成図である。
図２は画素をマトリスク状に配列して構成された撮像装
置の回路構成図である。なお、図１及び図２においては
画素のフォトダイオードのリセット用スイッチは省略し
ている。図２の領域Ａは加算を行う４画素分の画素領域
を示す。
【００２１】図１に示すように、一画素は、フォトダイ
オードＰＤ、フォトダイオードＰＤのカソード側がゲー
トに接続され、フォトダイオードＰＤに蓄積された信号
を増幅して出力するアンプＡｍｐ１（ＭＯＳトランジス
タ）、アンプＡｍｐ１のドレイン側に接続される電流源
Ｉ1（アンプＡｍｐ１と電流源Ｉ1は増幅手段を構成す
る）、アンプＡｍｐ１のドレイン側に接続されるサンプ
リング用のスイッチＳＷ１、スイッチＳＷ１を介して転
送された信号を保持（ホールド）する容量ＣH、容量ＣH
に蓄積された信号を更に増幅して出力するアンプＡｍｐ
２（ＭＯＳトランジスタ）、アンプＡｍｐ２のソース側
に接続される画素選択用のスイッチＳＷ２、アンプＡｍ
ｐ２のドレイン側に接続される電流源Ｉ2から構成さ
れ、アンプＡｍｐ２のドレイン側は垂直出力線ＶＬに接
続される。
【００２２】垂直出力線ＶＬの長さ方向に隣接して配列
される画素どうしは、画素の容量ＣHとアンプＡｍｐ２
のゲートとの間で、スイッチＳＷ１０、１２を介して接
続されている。また、垂直出力線の長さ方向と垂直な方
向に隣接して配列される画素どうしは、画素の容量ＣH
とアンプＡｍｐ２のゲートとの間で、スイッチＳＷ１１
を介して接続されている。
【００２３】ＡＤＤ信号をハイレベルにすることで、ス
イッチＳＷ１０、１１、１２は全てオンになり、スイッ
チＳＷ１０、１１、１２で接続される接続点（容量ＣH
とアンプＡｍｐ２のゲートとの間）は共通に接続され
る。
【００２４】図３（ａ）は上記撮像装置の通常モードを
示すタイミングチャートである。通常モードにおいて
は、ＡＤＤ信号を常にロウレベルとし、スイッチＳＷ１
０、ＳＷ１１、ＳＷ１２をオフ状態としておく。
【００２５】まず、サンプルホールド信号Ｓ／Ｈをハイ
レベルとして、フォトダイオードＰＤに蓄積された電荷
に対応する信号（増幅した信号）をスイッチＳＷ１によ
りサンプリングし、容量ＣHに保持（ホールド）する。
ここでは全画素一括してサンプルホールド動作を行う。
【００２６】次に垂直走査回路となるシフトレジスタ
（ＳＲ）から出力される選択信号ＳＥＬ１，ＳＥＬ２，
ＳＥＬ３，・・・が順次ハイレベルとなって、各選択信
号が印加される水平方向に配列された画素群からそれぞ
れ垂直出力線ＶＬに、容量ＣHにホールドされた信号が
増幅されて出力される。各垂直出力線に出力された信号
は、各選択信号がそれぞれハイレベルの間に水平走査回
路（Ｍｕｘ）により順次選択されて出力信号（ｏｕｔ）
として出力される。
【００２７】図３（ｂ）は上記撮像装置の加算モードを
示すタイミングチャートである。
【００２８】まず、サンプルホールド信号Ｓ／Ｈをハイ
レベルとして、フォトダイオードＰＤに蓄積された電荷
に対応する信号（増幅した信号）をスイッチＳＷ１によ
りサンプリングし、容量ＣHに保持（ホールド）する。
ここでは全画素一括してサンプルホールド動作を行う。
【００２９】次に、ＡＤＤ信号をハイレベルとし、スイ
ッチＳＷ１０、ＳＷ１１、ＳＷ１２をオン状態とする。
すると、各画素の容量ＣHの電位は４画素単位で加算前
の４つの画素の容量ＣHの電位の平均電位となる。
【００３０】次にシフトレジスタ（ＳＲ）から出力され
る選択信号ＳＥＬ１，ＳＥＬ３，ＳＥＬ５，・・・が順
次ハイレベルとなって、各選択信号が印加される水平方
向に配列された画素群からそれぞれ垂直出力線に、容量
ＣHにホールドされた信号が増幅されて出力される。こ
の時、容量ＣHの電位は４画素単位で同電位なので、選
択信号ＳＥＬ２，ＳＥＬ４，ＳＥＬ６，・・・をハイレ
ベルとする必要はない。
【００３１】各垂直出力線に出力された信号は、各選択
信号がそれぞれハイレベルの間に水平走査回路（Ｍｕ
ｘ）により１本飛ばしで選択されて、４画素の平均出力
が出力信号（ｏｕｔ）として出力される。
【００３２】図３（ａ）に示す通常モードでは、全画素
の出力を水平走査回路（Ｍｕｘ）が出力するのに対し、
図３（ｂ）に示す加算モードでは、全画素の１／４に相
当する出力のみ出力するため、１フレームに必要な時間
はおよそ１／４ですむ。つまり、フレーム・レートを約
４倍にすることができる。
【００３３】また、容量ＣHは大きくしてもアンプＡｍ
ｐが電圧出力のため電位が小さくなることはない。さら
に、加算用スイッチＳＷもしくは配線に浮遊容量があっ
ても電位が低下することはない。
【００３４】また容量ＣHを大きくすることができるた
め、加算用スイッチもしくは配線でリーク電流があって
も感度低下を招くことはないし、ノイズが増大すること
もない。この場合、容量ＣHはフォトダイオードＰＤの
持つ容量より大きければ効果が高くなる。
【００３５】本実施形態では、増幅手段となる、アンプ
Ａｍｐと電流源はソースフォロワ回路を構成し、電圧は
増幅していないが電荷を増幅することになる。勿論、電
圧を増幅するタイプであっても本発明の効果があること
は明らかである。この場合、電圧の増幅率とＣHとの積
がフォトダイオードＰＤの持つ容量より大きければ効果
が高くなる。
【００３６】また別の効果として容量ＣHを大きくする
ことができるため、垂直出力線に出力するためのソース
・フォロワ用のＭＯＳトランジスタ（Ａｍｐ２）も大き
くできる。従来はこのＭＯＳトランジスタを大きくする
とＭＯＳトランジスタのゲート容量が感度の低下を招く
ため大きくすることは困難であった。ＭＯＳトランジス
タのショットノイズは（チャネル幅Ｗ）×（チャネル長
Ｌ）の１／２乗に反比例するためＭＯＳトランジスタの
チャネル幅Ｗを大きくすれば垂直出力線に出力するため
のソース・フォロワのノイズを無視できるほど小さくす
ることができる。
【００３７】また、さらに別の効果としてフォトダイオ
ードの出力を受けるソース・フォロワのＭＯＳトランジ
スタ（Ａｍｐ１）のショットノイズや１／ｆノイズも低
減することができる。このＭＯＳトランジスタのゲート
容量の影響で感度が低下させたくない理由から小さくす
ることが望まれるため、ある程度ショットノイズや１／
ｆノイズが発生してしまう。
【００３８】通常モード時は、このノイズが出力に出て
しまうが、加算モード時にはこのノイズを持った個別画
素の電位を加算用スイッチＳＷにより平均化できるので
ノイズ電圧は小さくなる。個々のランダムノイズを平均
化するため、４画素の平均の場合は１／４の１／２乗、
つまり１／２にノイズが減じられることになる。
【００３９】本実施形態では４画素を加算しているが、
もっと多くの画素を加算する構成であればさらにこの効
果が大きくなるは明らかである。
【００４０】以下、本発明による撮像装置について図８
に示す従来の撮像装置とを対比して説明する。撮像装置
の性能は一般的に（感度／ノイズ）、つまりＳ／Ｎで評
価される。ここでは、ｎ画素の加算を行うとする。
【００４１】従来例の感度Ｓｐは、本来の１つのフォト
ダイオードＰＤの感度Ｓｓに対して、加算用スイッチの
容量による低下率をα（α＜１）とすると、 Ｓｐ＝α・Ｓｓ となる。
【００４２】従来例のノイズＮｐは、加算前の１つのフ
ォトダイオードＰＤのノイズＮｓとソースフォロワのＭ
ＯＳトランジスタのノイズＮｍに対して、 Ｎｐ＝Ｎｐ**（１／ｎ）＋Ｎｍ （**はべき乗の演算
子） となる。Ｎｍが変化しない理由は加算後のフォトダイオ
ードを出力するため、必ず１つのソース・フォロワを通
過するからである。
【００４３】本実施形態の感度Ｓｉは加算用スイッチＳ
Ｗの低下がないので、 Ｓｉ＝Ｓｓ である。
【００４４】本実施形態のノイズＮｉは先に述べたよう
に垂直出力線への出力用ソース・フォロワのノイズは無
視でき、フォトダイオードに接続されたソース・フォロ
ワのＭＯＳトランジスタのノイズをＮｍとすると、 Ｎｉ＝（Ｎｓ＋Ｎｍ）**（１／ｎ） すなわち、 Ｓｐ＜Ｓｉ、 Ｎｐ＞Ｎｉ となり、性能の指針であるＳ／Ｎは、 Ｓｐ／Ｎｐ ＜＜ Ｓｉ／Ｎｉ となる。従って、本実施形態の効果は明らかである。
【００４５】本実施形態では、上述したＳ／Ｎの効果の
みならず、Ｓ／Ｈ（サンプル＆ホールド）回路が１画素
内に入っているため、１つの撮像装置内のどの行の画素
においても全画素と同じタイミングで検出光を蓄積する
ことができ、１つの撮像装置内で像が歪んだり、多数枚
の撮像装置を貼り合わせた大判のセンサパネルにおいて
隣接する撮像装置で画像が不連続になることはない。
【００４６】（第２の実施形態）図４は本発明の撮像装
置の第２実施形態を示す４画素分の回路構成図である。
なお、図４においては画素のフォトダイオードのリセッ
ト用スイッチは省略しているが、フォトダイオードのカ
ソード側にリセット用のＭＯＳトランジスタを接続し、
リセット用のＭＯＳトランジスタをオンすることでフォ
トダイオードをリセットする構成となっている。
【００４７】図４に示すように、本実施形態では一画素
内のフォトダイオードＰＤからの信号を増幅して出力す
る増幅用ソースフォロワ（Ａｍｐ１，電流源Ｉ1）と垂
直出力線用ソースフォロワ（Ａｍｐ２，電流源Ｉ2）の
間にクランプ用容量ＣCLを設けている。このクランプ用
容量ＣCLはフォトダイオードＰＤのリセット時における
ｋＴＣノイズと固定パターンノイズ（ＦＰＮ）を除去す
るためのものである。
【００４８】ノイズ除去は次のような動作により行うこ
とができる。スイッチＳＷ３をオンしてクランプ用容量
ＣCLのアンプＡｍｐ２側の電極を一定の電位にする。こ
の状態で、不図示のリセット用スイッチによりフォトダ
イオードＰＤをリセットすると、ノイズ成分がクランプ
用容量ＣCLのアンプＡｍｐ１側の電極に蓄積される。ス
イッチＳＷ３をオフした後フォトダイオードＰＤの信号
電荷蓄積を行うと、クランプ用容量ＣCLのアンプＡｍｐ
１側の電極の電位はフォトダイオードの信号（ノイズ成
分を含む）からノイズ成分が引かれた分変動し、クラン
プ用容量ＣCLのアンプＡｍｐ２側にもノイズ成分が除去
された分電位が変動することになる。こうして、クラン
プ用容量ＣCLにはノイズ成分が除去された信号が保持さ
れることになる。
【００４９】クランプ用容量ＣCLのアンプＡｍｐ２側に
は第１の実施形態と同様に、加算用スイッチ１０、１
１、１２が接続され、加算用スイッチ１０、１１、１２
をオンすることで各画素のクランプ容量ＣCLの電位は４
画素単位で加算前の４つの画素のクランプ容量ＣCLの電
位の平均電位となる。本実施例においてもクランプ容量
ＣCLを大きくすることができるため、加算用スイッチも
しくは配線でリーク電流があっても感度の低下を招くこ
とはないし、ノイズが増大することもない。この場合、
クランプ容量ＣCLはフォトダイオードＰＤの持つ容量よ
り大きければ効果が高くなる。そして、本実施形態にお
いてもＳ／Ｎに関しては第１の実施形態と同等の効果を
得ることができ、Ｓｐ／Ｎｐ ＜＜ Ｓｉ／Ｎｉである。
【００５０】また本実施形態では、フォトダイオードの
リセット時におけるｋＴＣノイズと固定パターンノイズ
（ＦＰＮ）が除去が可能であり、さらなる感度の向上が
図れる。
【００５１】（第３の実施形態）図５は本発明の撮像装
置の第３実施形態を示す１画素分の回路構成図である。
【００５２】図５においては、画素のフォトダイオード
ＰＤのリセット用スイッチＭRを設けており、フォトダ
イオードＰＤのカソード側にリセット用のＭＯＳトラン
ジスタＭRを接続し、リセット用のＭＯＳトランジスタ
ＭRをオンすることでフォトダイオードＰＤをリセット
する構成となっている。なお第１及び第２の実施形態に
おいては、画素のフォトダイオードのリセット用スイッ
チを示していないが、本実施形態のフォトダイオードの
リセット用スイッチＭRと同様なリセット用スイッチを
設けることができる。
【００５３】図５に示すように、本実施形態では、第２
の実施形態と同様のクランプ用容量ＣCLを設けるととも
に、信号のサンプルホールド用の容量ＣHSとノイズのサ
ンプルホールド用の容量ＣHNとを設けている。容量ＣHS
へは転送用のＭＯＳトランジスタＭ４Sを介して増幅さ
れた信号が転送されて蓄積され、容量ＣHNへは転送用の
ＭＯＳトランジスタＭ４Nを介して増幅されたノイズが
転送されて蓄積される。垂直出力線へはそれぞれ選択用
ＭＯＳトランジスタＭ５S，Ｍ５Nをオンすることで転送
することができる。転送用のＭＯＳトランジスタＭ４
S，Ｍ４Nをオフすることで、フォトトランジスタＰＤと
容量ＣHS，容量ＣHNと電気的に分離することができるの
で、フォトトランジスタＰＤの信号蓄積動作と容量ＣH
S，容量ＣHNからの信号読み出し動作とを独立して行う
ことができる。ＭＯＳトランジスタＭ１（第１アンプ）
とそれと接続される電流源とは第１のソースフォロワ回
路を構成し、ＭＯＳトランジスタＭ２（第２アンプ）と
それと接続される電流源とは第２のソースフォロワ回路
を構成し、ＭＯＳトランジスタＭ３S（第３アンプ）と
それと接続される電流源及びＭＯＳトランジスタＭ３N
（第３アンプ）とそれと接続される電流源は第３のソー
スフォロワ回路を構成する。
【００５４】クランプ用容量ＣCLのＭＯＳトランジスタ
Ｍ２側には第２の実施形態と同様に、加算用スイッチＳ
Ｗ１０、１１、１２（ＳＷ１２は不図示）が接続されて
いる。そして、本実施形態においてもＳ／Ｎに関しては
第１の実施形態と同等の効果を得ることができ、Ｓｐ／
Ｎｐ ＜＜ Ｓｉ／Ｎｉである。
【００５５】本実施形態においては、フォトダイオード
のリセット時におけるｋＴＣノイズと固定パターンノイ
ズ（ＦＰＮ）が除去でき、信号蓄積動作と信号読み出し
動作とを独立して行うことができるので、全画素のフォ
トダイオードの蓄積タイミングを等しくすることができ
る。また、サンプルホールド回路を信号用とノイズ用の
２回路設けているので、ＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ２
の変動を除去することができる。
【００５６】（第４の実施形態）図６は本発明の撮像装
置の第４実施形態を示す１画素分の回路構成図である。
本実施形態は図５に示す第３の実施形態の構成におい
て、２系統のサンプルホールドの信号用容量ＣHSとノイ
ズ用容量ＣHNの出力側にそれぞれ加算用スイッチＳＷ１
０S，ＳＷ１１S，ＳＷ１２S、加算用スイッチＳＷ１０
N，ＳＷ１１N，ＳＷ１２N（ＳＷ１２S，ＳＷ１２Nは不
図示）を設けたものである。
【００５７】本実施形態においては、第３の実施形態と
比較して、さらにＭＯＳトランジスタＭ２のショットノ
イズ、１／ｆノイズが、 （１／ｎ）**（１／２） （ｎは加算数） になり、さらに低ノイズ化される。
【００５８】次に上記撮像装置を用いた撮像システムに
ついて説明する。図７に基づいて、本発明の固体撮像素
子をスチルカメラに適用した場合の一実施形態について
詳述する。
【００５９】図７は本発明の撮像装置を“スチルビデオ
カメラ”に適用した場合を示すブロック図である。
【００６０】図７において、１０１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、１０２は被写体の
光学像を固体撮像素子１０４に結像させるレンズ、１０
３はレンズ１０２を通った光量を可変するための絞り、
１０４はレンズ１０２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、１０６は固体撮像素
子１０４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、１０７はＡ／Ｄ変換器１０
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、１０８は固体撮像素子１０
４、撮像信号処理回路１０５、Ａ／Ｄ変換器１０６、信
号処理部１０７に、各種タイミング信号を出力するタイ
ミング発生部、１０９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、１１０は画像データ
を一時的に記憶するためのメモリ部、１１１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、１１２は画像データの記録または読み出しを行うた
めの半導体メモリ等の着脱可能な記録媒体、１１３は外
部コンピュータ等と通信するためのインターフェース部
である。
【００６１】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。
【００６２】バリア１０１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、さ
らに、Ａ／Ｄ変換器１０６などの撮像系回路の電源がオ
ンされる。
【００６３】それから、露光量を制御するために、全体
制御・演算部１０９は絞り１０３を開放にし、固体撮像
素子１０４から出力された信号はＡ／Ｄ変換器１０６で
変換された後、信号処理部１０７に入力される。そのデ
ータを基に露出の演算を全体制御・演算部１０９で行
う。
【００６４】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１０９は絞りを
制御する。
【００６５】次に、固体撮像素子１０４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１０９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
断したときは、再びレンズを駆動し測距を行う。
【００６６】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１０４から出力
された画像信号はＡ／Ｄ変換器１０６でＡ−Ｄ変換さ
れ、信号処理部１０７を通り全体制御・演算１０９によ
りメモリ部に書き込まれる。その後、メモリ部１１０に
蓄積されたデータは、全体制御・演算部１０９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１１２に記録される。又外部Ｉ／Ｆ部１
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。
【００６７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば撮
像装置の加算動作時の感度の低下、ノイズ発生を抑制す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の撮像装置の第１実施形態を示す４画素
分の回路構成図である。
【図２】画素をマトリスク状に配列して構成された撮像
装置の回路構成図である。
【図３】本発明の第１実施形態の撮像装置の動作を示す
タイミングチャートである。
【図４】本発明の撮像装置の第２実施形態を示す４画素
分の回路構成図である。
【図５】本発明の撮像装置の第３実施形態を示す１画素
分の回路構成図である。
【図６】本発明の撮像装置の第４実施形態を示す１画素
分の回路構成図である。
【図７】本発明の固体撮像装置をスチルビデオカメラに
適用した場合を示すブロック図である。
【図８】従来の撮像装置内の画素構成を示す回路図であ
る。
【符号の説明】
ＰＤ フォトダイオード Ａｍｐ１，Ａｍｐ２ アンプ Ｉ1，Ｉ2 電流源 ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ１０，ＳＷ１１，ＳＷ１２ スイ
ッチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田代 和昭 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 Ｆターム(参考） 4M118 AA01 AA05 AA10 AB01 BA14 CA02 DD12 FA06 FA40 FA42 FA50 5C024 BX01 CX04 EX42 GX03 GY35 GY39 HX09 HX23 HX28 HX50 HX58

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光電変換部と、該光電変換部からの信号
    を増幅して出力する増幅手段と、該増幅手段の出力側に
    接続される容量と、を有する画素を複数有し、該複数の
    画素のうちの２以上の画素の前記容量間を共通に接続す
    るスイッチ手段を備えた撮像装置。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の撮像装置において、前
    記容量は前記増幅手段の出力側に一方の端子が接続され
    るとともに、他方の端子が固定電位とされる保持容量で
    ある撮像装置。
  3. 【請求項３】 請求項１に記載の撮像装置において、前
    記スイッチ手段を第１のスイッチ手段としたときに、 前記容量は前記増幅手段の出力側にクランプ容量として
    一方の端子が接続されるとともに、他方の端子に該他方
    の端子を一定の電位に設定するための第２のスイッチ手
    段が接続され、 前記第１のスイッチ手段は前記２以上の画素の該他方の
    端子間に設けられている撮像装置。
  4. 【請求項４】 請求項１に記載の撮像装置において、前
    記増幅手段はソースフォロワ回路である撮像装置。
  5. 【請求項５】 請求項３に記載の撮像装置において、前
    記増幅手段を第１の増幅手段としたときに、 前記容量の他方の端子は第２の増幅手段の入力側に接続
    され、該第２の増幅手段の出力側には、前記光電変換部
    からの信号に基づく該第２の増幅手段からの出力を保持
    する信号保持用容量と、該第２の増幅手段からのノイズ
    出力を保持するノイズ保持用容量とが接続されている撮
    像装置。
  6. 【請求項６】 請求項１に記載の撮像装置において、前
    記スイッチ手段を第１のスイッチ手段、前記増幅手段を
    第１の増幅手段としたときに、 前記容量は前記増幅手段の出力側にクランプ容量として
    一方の端子が接続されるとともに、他方の端子に該他方
    の端子を一定の電位に設定するための第２のスイッチ手
    段が接続され、 前記容量の他方の端子は第２の増幅手段の入力側に接続
    され、該第２の増幅手段の出力側には、前記光電変換部
    からの信号に基づく該第２の増幅手段からの出力を保持
    する信号保持用容量と、該第２の増幅手段からのノイズ
    出力を保持するノイズ保持用容量とが接続され、 前記第１のスイッチ手段は複数の画素のうちの２以上の
    画素の、前記信号保持用容量間を共通に接続するスイッ
    チ手段と前記信号保持用容量間を共通に接続するスイッ
    チ手段とからなる撮像装置。
  7. 【請求項７】 請求項１〜６のいずれかの請求項に記載
    の撮像装置と、該撮像装置へ光を結像する光学系と、該
    撮像装置からの出力信号を処理する信号処理回路とを有
    することを特徴とする撮像システム。
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