JP3335365B2 - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は固体撮像装置、特に、固
体撮像素子の出力周波数を切り換えて使用するビデオカ
メラもしくは静止画カメラに関する。
体撮像素子の出力周波数を切り換えて使用するビデオカ
メラもしくは静止画カメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、高速度撮影と通常速度撮影の両
機能を有するビデオカメラに使用されるＣＣＤ固体撮像
素子の出力部は、最高動作周波数となる高速度撮影時の
周波数を目標に設計されている。
機能を有するビデオカメラに使用されるＣＣＤ固体撮像
素子の出力部は、最高動作周波数となる高速度撮影時の
周波数を目標に設計されている。
【０００３】従来のビデオカメラの出力部は、図８に示
すように、ＣＣＤ固体撮像素子３１の出力段と外部回路
から構成されている。上記出力段は、固体撮像素子から
の撮像信号を増幅する多段のソースフォロア回路３２及
び３３で構成され、外部回路は、最終段のソースフォロ
ア回路３３からの出力信号Ｓｏ中、電荷検出部（フォロ
ーティング・ディフュージュン・アンプ等）で付加され
たリセット雑音成分を除去して、出力端子φｏｕｔに信
号成分Ｓのみを出力する例えばＣＤＳ（相関二重サンプ
リング）回路３４やそれに準ずる回路（例えばＩＤＳ
（積分型ＣＤＳ），ＲＤＳ等）を具備して構成されてい
る。尚、ＣＤＳ回路３４やそれに準ずる回路として種々
のものが考えられるため、図８では代表的にサンプリン
グ・ホールド（Ｓ／Ｈ）回路３５のみを示す。
すように、ＣＣＤ固体撮像素子３１の出力段と外部回路
から構成されている。上記出力段は、固体撮像素子から
の撮像信号を増幅する多段のソースフォロア回路３２及
び３３で構成され、外部回路は、最終段のソースフォロ
ア回路３３からの出力信号Ｓｏ中、電荷検出部（フォロ
ーティング・ディフュージュン・アンプ等）で付加され
たリセット雑音成分を除去して、出力端子φｏｕｔに信
号成分Ｓのみを出力する例えばＣＤＳ（相関二重サンプ
リング）回路３４やそれに準ずる回路（例えばＩＤＳ
（積分型ＣＤＳ），ＲＤＳ等）を具備して構成されてい
る。尚、ＣＤＳ回路３４やそれに準ずる回路として種々
のものが考えられるため、図８では代表的にサンプリン
グ・ホールド（Ｓ／Ｈ）回路３５のみを示す。
【０００４】そして、従来では、例えば高速度撮影時の
撮影速度を通常速度のｋ倍と仮定すると、このｋ倍速用
に作られたＣＣＤ固体撮像素子３１を用いたビデオカメ
ラをｋ倍速で撮影する、あるいはｋ倍速よりも低速のｌ
倍速（通常速度のｌ倍）で撮影するようにしている。
撮影速度を通常速度のｋ倍と仮定すると、このｋ倍速用
に作られたＣＣＤ固体撮像素子３１を用いたビデオカメ
ラをｋ倍速で撮影する、あるいはｋ倍速よりも低速のｌ
倍速（通常速度のｌ倍）で撮影するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
場合、ｋ倍速（通常速度のｋ倍）用に作られたＣＣＤ固
体撮像素子３１を用いたビデオカメラをｋ倍速で動作さ
せる限りにおいては問題はないが、ｋ倍速よりも低速の
ｌ倍速（通常速度のｌ倍）で撮影した場合に以下のよう
な不都合が生じる。
場合、ｋ倍速（通常速度のｋ倍）用に作られたＣＣＤ固
体撮像素子３１を用いたビデオカメラをｋ倍速で動作さ
せる限りにおいては問題はないが、ｋ倍速よりも低速の
ｌ倍速（通常速度のｌ倍）で撮影した場合に以下のよう
な不都合が生じる。
【０００６】ここで、図９に、白色雑音を主体にした出
力部の構成、即ちＣＣＤ固体撮像素子３１の出力段（ソ
ースフォロア回路３２及び３３）と外部回路（ＣＤＳ回
路３４あるいはそれに準ずる回路）内に組み込まれるＳ
／Ｈ回路３５の構成を示し、図１０に出力部の特性を示
す。尚、説明の簡略化のために、出力段のゲインは１、
Ｓ／Ｈ回路３５は理想的なサンプリングを行っているも
のとする。尚、図９において、Ｖｎは白色雑音源であ
る。
力部の構成、即ちＣＣＤ固体撮像素子３１の出力段（ソ
ースフォロア回路３２及び３３）と外部回路（ＣＤＳ回
路３４あるいはそれに準ずる回路）内に組み込まれるＳ
／Ｈ回路３５の構成を示し、図１０に出力部の特性を示
す。尚、説明の簡略化のために、出力段のゲインは１、
Ｓ／Ｈ回路３５は理想的なサンプリングを行っているも
のとする。尚、図９において、Ｖｎは白色雑音源であ
る。
【０００７】この図１０からわかる通り、白色雑音源の
スペクトルは広域の周波数帯域にわたって存在する（図
１０Ａ参照）。しかし、出力部の周波数特性、即ちその
最高動作周波数が、図１０Ｂに示すように、通常速度の
ｋ倍速に対応する周波数ｆk までであるため、出力部の
雑音スペクトルも上記周波数ｆk にてカットオフされる
（図１０Ｃ参照）。
スペクトルは広域の周波数帯域にわたって存在する（図
１０Ａ参照）。しかし、出力部の周波数特性、即ちその
最高動作周波数が、図１０Ｂに示すように、通常速度の
ｋ倍速に対応する周波数ｆk までであるため、出力部の
雑音スペクトルも上記周波数ｆk にてカットオフされる
（図１０Ｃ参照）。
【０００８】この状態において、例えばｋ倍速よりも低
速のｌ倍速（通常速度のｌ倍）で撮影した場合、その動
作周波数は、図１０Ｄに示すように、上記周波数ｆk の
（ｌ／ｋ）倍、即ち（ｌ／ｋ）ｆk となる。しかし、ｌ
倍速で撮影しても、雑音スペクトルのカットオフ周波数
は、依然ｆk であるため、出力部からの出力信号に周波
数帯域（ｌ／ｋ）ｆk 〜ｆk 内の白色雑音スペクトルが
混入することになり、Ｓ／Ｎ比が劣化する。
速のｌ倍速（通常速度のｌ倍）で撮影した場合、その動
作周波数は、図１０Ｄに示すように、上記周波数ｆk の
（ｌ／ｋ）倍、即ち（ｌ／ｋ）ｆk となる。しかし、ｌ
倍速で撮影しても、雑音スペクトルのカットオフ周波数
は、依然ｆk であるため、出力部からの出力信号に周波
数帯域（ｌ／ｋ）ｆk 〜ｆk 内の白色雑音スペクトルが
混入することになり、Ｓ／Ｎ比が劣化する。
【０００９】比較のために、ｌ倍速専用に作られたＣＣ
Ｄ固体撮像素子を用いたビデオカメラの出力部の特性を
図１１に示す。この場合、出力部の周波数特性、即ちそ
の最高動作周波数が（ｌ／ｋ）ｆk であるため、雑音ス
ペクトルのカットオフ周波数も（ｌ／ｋ）ｆk となり、
ｌ倍速で撮影した場合の雑音パワーは小さいものとな
る。このときの雑音パワーをＰとすると、上記ｋ倍速用
のビデオカメラでｌ倍速撮影した場合の雑音パワーは
（ｋ／ｌ）Ｐとなり、Ｓ／Ｎ比が劣化する。
Ｄ固体撮像素子を用いたビデオカメラの出力部の特性を
図１１に示す。この場合、出力部の周波数特性、即ちそ
の最高動作周波数が（ｌ／ｋ）ｆk であるため、雑音ス
ペクトルのカットオフ周波数も（ｌ／ｋ）ｆk となり、
ｌ倍速で撮影した場合の雑音パワーは小さいものとな
る。このときの雑音パワーをＰとすると、上記ｋ倍速用
のビデオカメラでｌ倍速撮影した場合の雑音パワーは
（ｋ／ｌ）Ｐとなり、Ｓ／Ｎ比が劣化する。
【００１０】これを解決するために、ｌ倍速撮影時の雑
音パワーが小さい上記ｌ倍速専用のビデオカメラを用い
る方法が考えられるが、動作周波数帯域が制限されると
いう不都合がある。
音パワーが小さい上記ｌ倍速専用のビデオカメラを用い
る方法が考えられるが、動作周波数帯域が制限されると
いう不都合がある。
【００１１】本発明は、このような課題に鑑みなされた
もので、その目的とするところは、高速度撮影から低速
度もしくは通常速度撮影に切り換えた場合に発生するＳ
／Ｎ比の劣化を抑制することのできる固体撮像装置を提
供することにある。
もので、その目的とするところは、高速度撮影から低速
度もしくは通常速度撮影に切り換えた場合に発生するＳ
／Ｎ比の劣化を抑制することのできる固体撮像装置を提
供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】第１の本発明は、固体撮
像素子と、その固体撮像素子よりの撮像信号が供給され
る、能動素子を備えたインピーダンス変換出力段と、そ
のインピーダンス変換出力段の後段に接続されたサンプ
リング・ホールド回路とを有し、固体撮像素子の動作速
度が高い（低い）程、インピーダンス変換出力段の出力
周波数帯域の上限周波数が高く（低く）なるように、イ
ンピーダンス変換出力段の出力インピーダンスを、固体
撮像素子の動作速度に応じて可変する出力インピーダン
ス可変手段を設けた固体撮像装置である。第２の本発明
は、第１の本発明の固体撮像装置において、インピーダ
ンス変換出力段を、初段及び後段のインピーダンス変換
回路にて構成し、後段のインピーダンス変換回路に動作
電流可変手段を設けてなり、固体撮像素子の動作速度が
高い（低い）程、後段のインピーダンス変換回路の動作
電流が大きく（小さく）なるように、動作電流可変手段
を制御するようにした固体撮像装置である。
像素子と、その固体撮像素子よりの撮像信号が供給され
る、能動素子を備えたインピーダンス変換出力段と、そ
のインピーダンス変換出力段の後段に接続されたサンプ
リング・ホールド回路とを有し、固体撮像素子の動作速
度が高い（低い）程、インピーダンス変換出力段の出力
周波数帯域の上限周波数が高く（低く）なるように、イ
ンピーダンス変換出力段の出力インピーダンスを、固体
撮像素子の動作速度に応じて可変する出力インピーダン
ス可変手段を設けた固体撮像装置である。第２の本発明
は、第１の本発明の固体撮像装置において、インピーダ
ンス変換出力段を、初段及び後段のインピーダンス変換
回路にて構成し、後段のインピーダンス変換回路に動作
電流可変手段を設けてなり、固体撮像素子の動作速度が
高い（低い）程、後段のインピーダンス変換回路の動作
電流が大きく（小さく）なるように、動作電流可変手段
を制御するようにした固体撮像装置である。
【００１３】第３の本発明は、固体撮像素子と、その固
体撮像素子よりの撮像信号が供給される、能動素子を備
えたインピーダンス変換出力段と、そのインピーダンス
変換出力段の後段に接続された前置フィルタと、その前
置フィルタの後段に接続されたサンプリング・ホールド
回路とを有し、固体撮像素子の動作速度が高い（低い）
程、インピーダンス変換出力段、前置フィルタ及びサン
プリング・ホールド回路からなる出力回路の出力周波数
帯域の上限周波数が高く（低く）なるように、前置フィ
ルタの時定数を可変する時定数可変手段を設けたことを
特徴とする固体撮像装置。第４の本発明は、固体撮像素
子と、その固体撮像素子よりの撮像信号が供給される、
能動素子を備えたインピーダンス変換出力段と、そのイ
ンピーダンス変換出力段の後段に接続されたサンプリン
グ・ホールド回路とを有し、固体撮像素子の動作速度が
高い（低い）程、インピーダンス変換出力段及びサンプ
リング・ホールド回路からなる出力回路の出力周波数帯
域の上限周波数が高く（低く）なるように、サンプリン
グ・ホールド回路のホールドコンデンサの容量を可変す
る容量可変手段を設けた固体撮像装置である。第５の本
発明は、固体撮像素子と、その固体撮像素子よりの撮像
信号が供給される、能動素子を備えたインピーダンス変
換出力段と、そのインピーダンス変換出力段の後段に接
続されたサンプリング・ホールド回路とを有し、固体撮
像素子の動作速度が高い（低い）程、インピーダンス変
換出力段及びサンプリング・ホールド回路からなる出力
回路の出力周波数帯域の上限周波数が高く（低く）なる
ように、サンプリング・ホールド回路の入力抵抗器の抵
抗を可変する抵抗可変手段を設けた固体撮像装置であ
る。第６の本発明は、固体撮像素子と、その固体撮像素
子よりの撮像信号が供給される、能動素子を備えたイン
ピーダンス変換出力段と、そのインピーダンス変換出力
段の後段に接続されたサンプリング・ホールド回路とを
有し、そのサンプリング・ホールド回路は、第１のトラ
ンジスタ及びダイオード接続の第２のトランジスタから
なるカレントミラー回路、第１及び第２のトランジスタ
の出力側にそれぞれ接続された差動回路を構成する第３
及び第４のトランジスタ、その第３及び第４のトランジ
スタの共通の出力側に接続されたサンプリング用スイッ
チ及び定電流源の直列回路並びに第４のトランジスタの
出力電極に接続されたホールドコンデンサから構成され
てなり、固体撮像素子の動作速度が高い（低い）程、イ
ンピーダンス変換出力段及びサンプリング・ホールド回
路からなる出力回路の出力周波数帯域の上限周波数が高
く（低く）なるように、定電流源の定電流を可変する定
電流可変手段を設けた固体撮像装置である。
体撮像素子よりの撮像信号が供給される、能動素子を備
えたインピーダンス変換出力段と、そのインピーダンス
変換出力段の後段に接続された前置フィルタと、その前
置フィルタの後段に接続されたサンプリング・ホールド
回路とを有し、固体撮像素子の動作速度が高い（低い）
程、インピーダンス変換出力段、前置フィルタ及びサン
プリング・ホールド回路からなる出力回路の出力周波数
帯域の上限周波数が高く（低く）なるように、前置フィ
ルタの時定数を可変する時定数可変手段を設けたことを
特徴とする固体撮像装置。第４の本発明は、固体撮像素
子と、その固体撮像素子よりの撮像信号が供給される、
能動素子を備えたインピーダンス変換出力段と、そのイ
ンピーダンス変換出力段の後段に接続されたサンプリン
グ・ホールド回路とを有し、固体撮像素子の動作速度が
高い（低い）程、インピーダンス変換出力段及びサンプ
リング・ホールド回路からなる出力回路の出力周波数帯
域の上限周波数が高く（低く）なるように、サンプリン
グ・ホールド回路のホールドコンデンサの容量を可変す
る容量可変手段を設けた固体撮像装置である。第５の本
発明は、固体撮像素子と、その固体撮像素子よりの撮像
信号が供給される、能動素子を備えたインピーダンス変
換出力段と、そのインピーダンス変換出力段の後段に接
続されたサンプリング・ホールド回路とを有し、固体撮
像素子の動作速度が高い（低い）程、インピーダンス変
換出力段及びサンプリング・ホールド回路からなる出力
回路の出力周波数帯域の上限周波数が高く（低く）なる
ように、サンプリング・ホールド回路の入力抵抗器の抵
抗を可変する抵抗可変手段を設けた固体撮像装置であ
る。第６の本発明は、固体撮像素子と、その固体撮像素
子よりの撮像信号が供給される、能動素子を備えたイン
ピーダンス変換出力段と、そのインピーダンス変換出力
段の後段に接続されたサンプリング・ホールド回路とを
有し、そのサンプリング・ホールド回路は、第１のトラ
ンジスタ及びダイオード接続の第２のトランジスタから
なるカレントミラー回路、第１及び第２のトランジスタ
の出力側にそれぞれ接続された差動回路を構成する第３
及び第４のトランジスタ、その第３及び第４のトランジ
スタの共通の出力側に接続されたサンプリング用スイッ
チ及び定電流源の直列回路並びに第４のトランジスタの
出力電極に接続されたホールドコンデンサから構成され
てなり、固体撮像素子の動作速度が高い（低い）程、イ
ンピーダンス変換出力段及びサンプリング・ホールド回
路からなる出力回路の出力周波数帯域の上限周波数が高
く（低く）なるように、定電流源の定電流を可変する定
電流可変手段を設けた固体撮像装置である。
【００１４】
【作用】第１の本発明によれば、出力インピーダンス可
変手段によって、固体撮像素子の動作速度が高い（低
い）程、インピーダンス変換出力段の出力周波数帯域の
上限周波数が高く（低く）なるように、インピーダンス
変換出力段の出力インピーダンスを、固体撮像素子の動
作速度に応じて可変する。第２の本発明によれば、第１
の本発明の固体撮像装置において、動作電流可変手段に
よって、固体撮像素子の動作速度が高い（低い）程、後
段のインピーダンス変換回路の動作電流が大きく（小さ
く）なるように制御する。第３の本発明によれば、時定
数可変手段によって、固体撮像素子の動作速度が高い
（低い）程、インピーダンス変換出力段、前置フィルタ
及びサンプリング・ホールド回路からなる出力回路の出
力周波数帯域の上限周波数が高く（低く）なるように、
前置フィルタの時定数を可変する。第４の本発明によれ
ば、容量可変手段によって、固体撮像素子の動作速度が
高い（低い）程、インピーダンス変換出力段及びサンプ
リング・ホールド回路からなる出力回路の出力周波数帯
域の上限周波数が高く（低く）なるように、サンプリン
グ・ホールド回路のホールドコンデンサの容量を可変す
る。第５の本発明によれば、抵抗可変手段によって、固
体撮像素子の動作速度が高い（低い）程、インピーダン
ス変換出力段及びサンプリング・ホールド回路からなる
出力回路の出力周波数帯域の上限周波数が高く（低く）
なるように、サンプリング・ホールド回路の入力抵抗器
の抵抗を可変する。第６の本発明によれば、定電流可変
手段によって、固体撮像素子の動作速度が高い（低い）
程、インピーダンス変換出力段及びサンプリング・ホー
ルド回路からなる出力回路の出力周波数帯域の上限周波
数が高く（低く）なるように、定電流源の定電流を可変
する。
変手段によって、固体撮像素子の動作速度が高い（低
い）程、インピーダンス変換出力段の出力周波数帯域の
上限周波数が高く（低く）なるように、インピーダンス
変換出力段の出力インピーダンスを、固体撮像素子の動
作速度に応じて可変する。第２の本発明によれば、第１
の本発明の固体撮像装置において、動作電流可変手段に
よって、固体撮像素子の動作速度が高い（低い）程、後
段のインピーダンス変換回路の動作電流が大きく（小さ
く）なるように制御する。第３の本発明によれば、時定
数可変手段によって、固体撮像素子の動作速度が高い
（低い）程、インピーダンス変換出力段、前置フィルタ
及びサンプリング・ホールド回路からなる出力回路の出
力周波数帯域の上限周波数が高く（低く）なるように、
前置フィルタの時定数を可変する。第４の本発明によれ
ば、容量可変手段によって、固体撮像素子の動作速度が
高い（低い）程、インピーダンス変換出力段及びサンプ
リング・ホールド回路からなる出力回路の出力周波数帯
域の上限周波数が高く（低く）なるように、サンプリン
グ・ホールド回路のホールドコンデンサの容量を可変す
る。第５の本発明によれば、抵抗可変手段によって、固
体撮像素子の動作速度が高い（低い）程、インピーダン
ス変換出力段及びサンプリング・ホールド回路からなる
出力回路の出力周波数帯域の上限周波数が高く（低く）
なるように、サンプリング・ホールド回路の入力抵抗器
の抵抗を可変する。第６の本発明によれば、定電流可変
手段によって、固体撮像素子の動作速度が高い（低い）
程、インピーダンス変換出力段及びサンプリング・ホー
ルド回路からなる出力回路の出力周波数帯域の上限周波
数が高く（低く）なるように、定電流源の定電流を可変
する。
【００１５】
【実施例】以下、図１〜図７を参照しながら本発明の実
施例を説明する。本発明の実施例の具体例を説明する前
に、まず実施例の原理を図１に基いて説明する。
施例を説明する。本発明の実施例の具体例を説明する前
に、まず実施例の原理を図１に基いて説明する。
【００１６】通常速度のｋ倍速用に作られた固体撮像素
子を用いたビデオカメラをｋ倍速で動作させたとき、そ
の出力部の周波数特性、即ち最高動作周波数は、図１Ａ
に示すように、通常速度のｋ倍速に対応する周波数ｆk
であり、出力部の雑音スペクトルも上記周波数ｆk にて
カットオフされる（図１Ｂ参照）。換言すれば、ｋ倍速
用のビデオカメラをｋ倍速で動作させたときの出力周波
数帯域はｆk である。このときの雑音パワーＰk は次式
で表される。
子を用いたビデオカメラをｋ倍速で動作させたとき、そ
の出力部の周波数特性、即ち最高動作周波数は、図１Ａ
に示すように、通常速度のｋ倍速に対応する周波数ｆk
であり、出力部の雑音スペクトルも上記周波数ｆk にて
カットオフされる（図１Ｂ参照）。換言すれば、ｋ倍速
用のビデオカメラをｋ倍速で動作させたときの出力周波
数帯域はｆk である。このときの雑音パワーＰk は次式
で表される。
【００１７】そして、上記ビデオカメラをｋ倍速よりも
低速のｌ倍速（通常速度のｌ倍）で用いた場合において
も、出力部の雑音パワーは上記Ｐk であるが、このとき
動作速度が（ｌ／ｋ）倍となっているため、このｌ倍速
時に必要な出力周波数帯域も（ｌ／ｋ）倍で済む。従っ
て、図１Ａの破線で示すように、ｌ倍速時には、出力周
波数帯域ｆl を次式、 ｆl ＝（ｌ／ｋ）ｆk となるように制御する。このときの雑音パワーＰl は次
式で表される。
低速のｌ倍速（通常速度のｌ倍）で用いた場合において
も、出力部の雑音パワーは上記Ｐk であるが、このとき
動作速度が（ｌ／ｋ）倍となっているため、このｌ倍速
時に必要な出力周波数帯域も（ｌ／ｋ）倍で済む。従っ
て、図１Ａの破線で示すように、ｌ倍速時には、出力周
波数帯域ｆl を次式、 ｆl ＝（ｌ／ｋ）ｆk となるように制御する。このときの雑音パワーＰl は次
式で表される。
【００１８】従って、以下の数１で示す分だけ、Ｓ／Ｎ
比が改善される。
比が改善される。
【数１】
【００１９】尚、上記の原理説明として、出力部の周波
数特性の制御で説明したが、この周波数特性の制御は、
固体撮像素子の出力段、ＣＤＳ回路もしくはそれに準ず
る回路（積分型ＣＤＳ回路等）において行うことを含
む。
数特性の制御で説明したが、この周波数特性の制御は、
固体撮像素子の出力段、ＣＤＳ回路もしくはそれに準ず
る回路（積分型ＣＤＳ回路等）において行うことを含
む。
【００２０】次に、本実施例のいくつかの具体例を図２
〜図７に基いて説明する。図２は、ＣＣＤ固体撮像素子
１の出力段における出力インピーダンスを変化させて、
出力部の周波数特性を変える場合の回路構成を示す。こ
の回路構成は、基本的には、ＣＣＤ固体撮像素子１の出
力段を構成するソースフォロア回路２及び３のうち、最
終段のソースフォロア回路３の動作電流Ｉｄｓを変え
て、出力段の出力インピーダンスＲｏを変調するもので
ある（数２参照）。
〜図７に基いて説明する。図２は、ＣＣＤ固体撮像素子
１の出力段における出力インピーダンスを変化させて、
出力部の周波数特性を変える場合の回路構成を示す。こ
の回路構成は、基本的には、ＣＣＤ固体撮像素子１の出
力段を構成するソースフォロア回路２及び３のうち、最
終段のソースフォロア回路３の動作電流Ｉｄｓを変え
て、出力段の出力インピーダンスＲｏを変調するもので
ある（数２参照）。
【数２】
【００２１】図２Ａは、第１実施例に係る固体撮像装置
を示す要部の回路図であり、最終段のソースフォロア回
路３を構成するＦＥＴ３ａ及び３ｂのうち、等価的に抵
抗を構成する下段のＦＥＴ３ｂに対し端子ａを介して外
部からゲート電圧Ｖｇを供給する電源４を可変にし、そ
の電源４の切り換えを３つのモード、即ちｋ倍速、ｌ倍
速及び通常速度を指示する選択信号ｓに基いて行う。
を示す要部の回路図であり、最終段のソースフォロア回
路３を構成するＦＥＴ３ａ及び３ｂのうち、等価的に抵
抗を構成する下段のＦＥＴ３ｂに対し端子ａを介して外
部からゲート電圧Ｖｇを供給する電源４を可変にし、そ
の電源４の切り換えを３つのモード、即ちｋ倍速、ｌ倍
速及び通常速度を指示する選択信号ｓに基いて行う。
【００２２】この場合、電源４の可変電圧としてＶ1 、
Ｖ2 及びＶ3 （Ｖ1 ＞Ｖ2 ＞Ｖ3 ）を用意し、選択信号
ｓがｋ倍速を意味するものであれば電源４をＶ1 にし、
ｌ倍速を意味するものであれば電源４をＶ2 にし、通常
速度を意味するものであれば電源４をＶ3 に切り換える
ようにして、ソースフォロア回路３の出力インピーダン
スをＣＣＤ固体撮像素子１の動作速度に応じて変化さ
せ、ｋ倍速時における出力部の出力周波数帯域をｆk 、
ｌ倍速時における出力部の出力周波数帯域をｆl 、通常
時における出力部の出力周波数帯域をｆにさせる（ｆk
＞ｆl ＞ｆ）。
Ｖ2 及びＶ3 （Ｖ1 ＞Ｖ2 ＞Ｖ3 ）を用意し、選択信号
ｓがｋ倍速を意味するものであれば電源４をＶ1 にし、
ｌ倍速を意味するものであれば電源４をＶ2 にし、通常
速度を意味するものであれば電源４をＶ3 に切り換える
ようにして、ソースフォロア回路３の出力インピーダン
スをＣＣＤ固体撮像素子１の動作速度に応じて変化さ
せ、ｋ倍速時における出力部の出力周波数帯域をｆk 、
ｌ倍速時における出力部の出力周波数帯域をｆl 、通常
時における出力部の出力周波数帯域をｆにさせる（ｆk
＞ｆl ＞ｆ）。
【００２３】尚、ＦＥＴ３ｂのソース端子ｂを直接ＧＮ
Ｄに接続するようにしてもよいが、動作電流の安定化の
ため、上記ソース端子ｂとＧＮＤ間に抵抗Ｒｓとコンデ
ンサＣｓを夫々並列に接続するようにしてもよい。
Ｄに接続するようにしてもよいが、動作電流の安定化の
ため、上記ソース端子ｂとＧＮＤ間に抵抗Ｒｓとコンデ
ンサＣｓを夫々並列に接続するようにしてもよい。
【００２４】図２Ｂは、第１実施例の第１の変形例に係
る固体撮像装置を示す要部の回路図であり、最終段のソ
ースフォロア回路３を構成するＦＥＴ３ａ及び３ｂのう
ち、等価的に抵抗を構成する下段のＦＥＴ３ｂに対し端
子ａを介して外部からゲート電圧を供給する電源４を一
定電圧Ｖｇにし、該ＦＥＴ３ｂのソース端子ｂとＧＮＤ
間に接続される抵抗Ｒｓを可変にする。具体的には、上
記３つのモードに対応して３つの抵抗を用意し、これら
抵抗の切り換えを３つのモードを指示する選択信号ｓに
基いてスイッチ５にて行う。
る固体撮像装置を示す要部の回路図であり、最終段のソ
ースフォロア回路３を構成するＦＥＴ３ａ及び３ｂのう
ち、等価的に抵抗を構成する下段のＦＥＴ３ｂに対し端
子ａを介して外部からゲート電圧を供給する電源４を一
定電圧Ｖｇにし、該ＦＥＴ３ｂのソース端子ｂとＧＮＤ
間に接続される抵抗Ｒｓを可変にする。具体的には、上
記３つのモードに対応して３つの抵抗を用意し、これら
抵抗の切り換えを３つのモードを指示する選択信号ｓに
基いてスイッチ５にて行う。
【００２５】この場合、各抵抗としてＲ1 、Ｒ2 及びＲ
3 （Ｒ1 ＜Ｒ2 ＜Ｒ3 ）を用意し、選択信号ｓがｋ倍速
を意味するものであれば抵抗をＲ1 にし、ｌ倍速を意味
するものであれば抵抗をＲ2 にし、通常速度を意味する
ものであれば抵抗をＲ3 に切り換えるようにして、ソー
スフォロア回路３の出力インピーダンスをＣＣＤ固体撮
像素子１の動作速度に応じて変化させ、ｋ倍速時におけ
る出力部の出力周波数帯域をｆk 、ｌ倍速時における出
力部の出力周波数帯域をｆl 、通常時における出力部の
出力周波数帯域をｆにさせる。
3 （Ｒ1 ＜Ｒ2 ＜Ｒ3 ）を用意し、選択信号ｓがｋ倍速
を意味するものであれば抵抗をＲ1 にし、ｌ倍速を意味
するものであれば抵抗をＲ2 にし、通常速度を意味する
ものであれば抵抗をＲ3 に切り換えるようにして、ソー
スフォロア回路３の出力インピーダンスをＣＣＤ固体撮
像素子１の動作速度に応じて変化させ、ｋ倍速時におけ
る出力部の出力周波数帯域をｆk 、ｌ倍速時における出
力部の出力周波数帯域をｆl 、通常時における出力部の
出力周波数帯域をｆにさせる。
【００２６】尚、交流ノイズ除去のために、ＦＥＴ３ｂ
のソース端子ｂとＧＮＤ間に、上記抵抗Ｒｓのほか、コ
ンデンサＣｓを並列に接続するようにしてもよい。
のソース端子ｂとＧＮＤ間に、上記抵抗Ｒｓのほか、コ
ンデンサＣｓを並列に接続するようにしてもよい。
【００２７】図３は、第１実施例の第２の変形例に係る
固体撮像装置を示す要部の回路図であり、出力段の後段
に定電流源６を接続する。この定電流源６は、その定電
流Ｉを変化できるように構成されている。具体的には、
この定電流源６を構成するＦＥＴ６ａのゲートに対しゲ
ート電圧を供給する電源７の電源電圧Ｖｇｇを可変に
し、その電源電圧Ｖｇｇの切り換えを上記３つのモード
を指示する選択信号ｓに基いて行う。このようにして、
ソースフォロア回路３の出力インピーダンスを動作速度
に応じて変化させ、ｋ倍速時における出力部の出力周波
数帯域をｆk 、ｌ倍速時における出力部の出力周波数帯
域をｆl 、通常時における出力部の出力周波数帯域をｆ
にさせる。
固体撮像装置を示す要部の回路図であり、出力段の後段
に定電流源６を接続する。この定電流源６は、その定電
流Ｉを変化できるように構成されている。具体的には、
この定電流源６を構成するＦＥＴ６ａのゲートに対しゲ
ート電圧を供給する電源７の電源電圧Ｖｇｇを可変に
し、その電源電圧Ｖｇｇの切り換えを上記３つのモード
を指示する選択信号ｓに基いて行う。このようにして、
ソースフォロア回路３の出力インピーダンスを動作速度
に応じて変化させ、ｋ倍速時における出力部の出力周波
数帯域をｆk 、ｌ倍速時における出力部の出力周波数帯
域をｆl 、通常時における出力部の出力周波数帯域をｆ
にさせる。
【００２８】次に、図４は、ＣＤＳ回路１１もしくはそ
れに準ずる回路（積分型ＣＤＳ等）の前段に接続される
前置フィルタ１２の時定数を変化させて、出力部の周波
数特性を変える場合の回路構成を示す（尚、基本構成を
図３Ａに示す）。ここで、ＣＤＳ回路１１もしくはそれ
に準ずる回路として種々のものが考えられるため、この
図３では代表的に前置フィルタ１２及びサンプリング・
ホールド（Ｓ／Ｈ）回路１３のみを示す。
れに準ずる回路（積分型ＣＤＳ等）の前段に接続される
前置フィルタ１２の時定数を変化させて、出力部の周波
数特性を変える場合の回路構成を示す（尚、基本構成を
図３Ａに示す）。ここで、ＣＤＳ回路１１もしくはそれ
に準ずる回路として種々のものが考えられるため、この
図３では代表的に前置フィルタ１２及びサンプリング・
ホールド（Ｓ／Ｈ）回路１３のみを示す。
【００２９】図４Ｂは、第２実施例に係る固体撮像装置
を示す要部（前置フィルタ１２）の回路図であり、上記
前置フィルタ（ローパスフィルタ）１２を構成する抵抗
Ｒ及びコンデンサＣのうち、抵抗Ｒを可変にする。具体
的には、上記３つのモードに対応して３つの抵抗を用意
し、これら抵抗の切り換えを３つのモードを指示する選
択信号ｓに基いてスイッチ１４にて行う。
を示す要部（前置フィルタ１２）の回路図であり、上記
前置フィルタ（ローパスフィルタ）１２を構成する抵抗
Ｒ及びコンデンサＣのうち、抵抗Ｒを可変にする。具体
的には、上記３つのモードに対応して３つの抵抗を用意
し、これら抵抗の切り換えを３つのモードを指示する選
択信号ｓに基いてスイッチ１４にて行う。
【００３０】この場合、各抵抗としてＲf1、Ｒf2及びＲ
f3（Ｒf1＜Ｒf2＜Ｒf3）を用意し、選択信号がｋ倍速を
意味するものであれば抵抗をＲf1にし、ｌ倍速を意味す
るものであれば抵抗をＲf2にし、通常速度を意味するも
のであれば抵抗をＲf3に切り換えるようにして、前置フ
ィルタ１２の時定数をＣＣＤ固体撮像素子１の動作速度
に応じて変化させ、ｋ倍速時における出力部の出力周波
数帯域をｆk 、ｌ倍速時における出力部の出力周波数帯
域をｆl 、通常時における出力部の出力周波数帯域をｆ
にさせる。
f3（Ｒf1＜Ｒf2＜Ｒf3）を用意し、選択信号がｋ倍速を
意味するものであれば抵抗をＲf1にし、ｌ倍速を意味す
るものであれば抵抗をＲf2にし、通常速度を意味するも
のであれば抵抗をＲf3に切り換えるようにして、前置フ
ィルタ１２の時定数をＣＣＤ固体撮像素子１の動作速度
に応じて変化させ、ｋ倍速時における出力部の出力周波
数帯域をｆk 、ｌ倍速時における出力部の出力周波数帯
域をｆl 、通常時における出力部の出力周波数帯域をｆ
にさせる。
【００３１】図４Ｃは、第２実施例の変形例に係る固体
撮像装置を示す要部の回路図であり、上記前置フィルタ
１２を構成する抵抗Ｒ及びコンデンサＣのうち、コンデ
ンサＣを可変にする。具体的には、上記３つのモードに
対応して３つのコンデンサを用意し、これらコンデンサ
の切り換えを３つのモードを指示する選択信号ｓに基い
てスイッチ１５にて行う。
撮像装置を示す要部の回路図であり、上記前置フィルタ
１２を構成する抵抗Ｒ及びコンデンサＣのうち、コンデ
ンサＣを可変にする。具体的には、上記３つのモードに
対応して３つのコンデンサを用意し、これらコンデンサ
の切り換えを３つのモードを指示する選択信号ｓに基い
てスイッチ１５にて行う。
【００３２】この場合、各コンデンサとしてＣf1、Ｃf2
及びＣf3（Ｃf1＜Ｃf2＜Ｃf3）を用意し、選択信号ｓが
ｋ倍速を意味するものであればコンデンサをＣf1にし、
ｌ倍速を意味するものであればコンデンサをＣf2にし、
通常速度を意味するものであればコンデンサをＣf3に切
り換えるようにして、前置フィルタ１２の時定数を動作
速度に応じて変化させ、ｋ倍速時における出力部の出力
周波数帯域をｆk 、ｌ倍速時における出力部の出力周波
数帯域をｆl 、通常時における出力部の出力周波数帯域
をｆにさせる。
及びＣf3（Ｃf1＜Ｃf2＜Ｃf3）を用意し、選択信号ｓが
ｋ倍速を意味するものであればコンデンサをＣf1にし、
ｌ倍速を意味するものであればコンデンサをＣf2にし、
通常速度を意味するものであればコンデンサをＣf3に切
り換えるようにして、前置フィルタ１２の時定数を動作
速度に応じて変化させ、ｋ倍速時における出力部の出力
周波数帯域をｆk 、ｌ倍速時における出力部の出力周波
数帯域をｆl 、通常時における出力部の出力周波数帯域
をｆにさせる。
【００３３】次に、図５は、ＣＤＳ回路もしくはそれに
準ずる回路を構成するＳ／Ｈ回路１３の応答を制御し
て、出力部の周波数特性を変える場合の回路構成を示
す。尚、図において、２１はサンプリングパルスｐに基
いてオン・オフを行うスイッチ（一般にＦＥＴが用いら
れる）を示す。
準ずる回路を構成するＳ／Ｈ回路１３の応答を制御し
て、出力部の周波数特性を変える場合の回路構成を示
す。尚、図において、２１はサンプリングパルスｐに基
いてオン・オフを行うスイッチ（一般にＦＥＴが用いら
れる）を示す。
【００３４】図５Ａは、第３実施例に係る固体撮像装置
を示す要部（Ｓ／Ｈ回路１３）の回路図であり、上記Ｓ
／Ｈ回路１３を構成する抵抗Ｒh 及びコンデンサＣh の
うち、抵抗Ｒh を可変にする。具体的には、上記３つの
モードに対応して３つの抵抗を用意し、これら抵抗の切
り換えを３つのモードを指示する選択信号ｓに基いてス
イッチ２２にて行う。
を示す要部（Ｓ／Ｈ回路１３）の回路図であり、上記Ｓ
／Ｈ回路１３を構成する抵抗Ｒh 及びコンデンサＣh の
うち、抵抗Ｒh を可変にする。具体的には、上記３つの
モードに対応して３つの抵抗を用意し、これら抵抗の切
り換えを３つのモードを指示する選択信号ｓに基いてス
イッチ２２にて行う。
【００３５】この場合、各抵抗としてＲh1、Ｒh2及びＲ
h3（Ｒh1＜Ｒh2＜Ｒh3）を用意し、選択信号ｓがｋ倍速
を意味するものであれば抵抗をＲh1にし、ｌ倍速を意味
するものであれば抵抗をＲh2にし、通常速度を意味する
ものであれば抵抗をＲh3に切り換えるようにして、Ｓ／
Ｈ回路１３の応答（応答時間）をＣＣＤ固体撮像素子１
の動作速度に応じて変化させ、ｋ倍速時における出力部
の出力周波数帯域をｆ k 、ｌ倍速時における出力部の出
力周波数帯域をｆl 、通常時における出力部の出力周波
数帯域をｆにさせる。
h3（Ｒh1＜Ｒh2＜Ｒh3）を用意し、選択信号ｓがｋ倍速
を意味するものであれば抵抗をＲh1にし、ｌ倍速を意味
するものであれば抵抗をＲh2にし、通常速度を意味する
ものであれば抵抗をＲh3に切り換えるようにして、Ｓ／
Ｈ回路１３の応答（応答時間）をＣＣＤ固体撮像素子１
の動作速度に応じて変化させ、ｋ倍速時における出力部
の出力周波数帯域をｆ k 、ｌ倍速時における出力部の出
力周波数帯域をｆl 、通常時における出力部の出力周波
数帯域をｆにさせる。
【００３６】図５Ｂは、第３実施例の第１の変形例に係
る固体撮像装置を示す要部の回路図であり、上記Ｓ／Ｈ
回路１３を構成する抵抗Ｒh 及びコンデンサＣh のう
ち、コンデンサＣh を可変にする。具体的には、上記３
つのモードに対応して３つのコンデンサを用意し、これ
らコンデンサの切り換えを３つのモードを指示する選択
信号ｓに基いてスイッチ２３にて行う。
る固体撮像装置を示す要部の回路図であり、上記Ｓ／Ｈ
回路１３を構成する抵抗Ｒh 及びコンデンサＣh のう
ち、コンデンサＣh を可変にする。具体的には、上記３
つのモードに対応して３つのコンデンサを用意し、これ
らコンデンサの切り換えを３つのモードを指示する選択
信号ｓに基いてスイッチ２３にて行う。
【００３７】この場合、各コンデンサとしてＣh1、Ｃh2
及びＣh3（Ｃh1＜Ｃh2＜Ｃh3）を用意し、選択信号ｓが
ｋ倍速を意味するものであればコンデンサをＣh1にし、
ｌ倍速を意味するものであればコンデンサをＣh2にし、
通常速度を意味するものであればコンデンサをＣh3に切
り換えるようにして、Ｓ／Ｈ回路１３の応答（応答時
間）を動作速度に応じて変化させ、ｋ倍速時における出
力部の出力周波数帯域をｆk 、ｌ倍速時における出力部
の出力周波数帯域をｆl 、通常時における出力部の出力
周波数帯域をｆにさせる。
及びＣh3（Ｃh1＜Ｃh2＜Ｃh3）を用意し、選択信号ｓが
ｋ倍速を意味するものであればコンデンサをＣh1にし、
ｌ倍速を意味するものであればコンデンサをＣh2にし、
通常速度を意味するものであればコンデンサをＣh3に切
り換えるようにして、Ｓ／Ｈ回路１３の応答（応答時
間）を動作速度に応じて変化させ、ｋ倍速時における出
力部の出力周波数帯域をｆk 、ｌ倍速時における出力部
の出力周波数帯域をｆl 、通常時における出力部の出力
周波数帯域をｆにさせる。
【００３８】図６は、第３実施例の第２の変形例に係る
固体撮像装置を示す要部の回路図であり、カレントミラ
ー回路を用いたＩＣタイプのＳ／Ｈ回路１３を示す。こ
の例では差動増幅回路を構成する２つのＮＰＮトランジ
スタＱ1 及びＱ2 の共通エミッタ素子ｅとＧＮＤ間にサ
ンプリング用のスイッチ２１と定電流源２４を接続して
構成されている。この定電流源２４は、その定電流ＩE
を変化できるように構成されている。
固体撮像装置を示す要部の回路図であり、カレントミラ
ー回路を用いたＩＣタイプのＳ／Ｈ回路１３を示す。こ
の例では差動増幅回路を構成する２つのＮＰＮトランジ
スタＱ1 及びＱ2 の共通エミッタ素子ｅとＧＮＤ間にサ
ンプリング用のスイッチ２１と定電流源２４を接続して
構成されている。この定電流源２４は、その定電流ＩE
を変化できるように構成されている。
【００３９】次に、この第２の変形例に係るＳ／Ｈ回路
１３の動作を簡単に説明する。まず、スイッチ２１がオ
ンされている状態における入力端子φｉｎと出力端子φ
ｏｕｔ間の電位差ΔＶは次式で表される。 ΔＶ＝ＶT ［ｌｎＩ1 −ｌｎＩ2 ］ 尚、Ｉ1 ＝（ＩE ＋ΔＩ）／２，Ｉ2 ＝（ＩE −ΔＩ）
／２，ＶT ＝ｋＴ／ｑ（熱電圧）である。
１３の動作を簡単に説明する。まず、スイッチ２１がオ
ンされている状態における入力端子φｉｎと出力端子φ
ｏｕｔ間の電位差ΔＶは次式で表される。 ΔＶ＝ＶT ［ｌｎＩ1 −ｌｎＩ2 ］ 尚、Ｉ1 ＝（ＩE ＋ΔＩ）／２，Ｉ2 ＝（ＩE −ΔＩ）
／２，ＶT ＝ｋＴ／ｑ（熱電圧）である。
【００４０】従って、 ΔＶ／ＶT ＝ｌｎ（ＩE ＋ΔＩ）／２−ｌｎ（ＩE −ΔＩ）／２ ＝ｌｎ（ＩE ＋ΔＩ）−ｌｎ（ＩE −ΔＩ） ここで、｜ΔＩ｜≪ＩE として展開すると、 ΔＶ／ＶT ＝［ｌｎＩE ＋ΔＩ／ＩE ］−［ｌｎＩE −ΔＩ／ＩE ］ ＝２ΔＩ／ＩE これから、 ΔＩ＝（ＩE ／２ＶT ）・ΔＶ ＝ｇm ・ΔＶ が得られる。
【００４１】これは、等価的にみると図７に示すよう
に、１／ｇm で決定される抵抗ＲｇとコンデンサＣから
なるローパスフィルタを構成する。従って、定電流源２
４の定電流ＩE を可変にすることにより、相互コンダク
タンスｇm を変調して、抵抗Ｒｇを変化させ、上記ロー
パスフィルタの時定数を変化させることができる。即
ち、定電流源２４の定電流ＩE を可変にすることによ
り、図６で示すＳ／Ｈ回路１３の応答（応答時間）を制
御することができる。
に、１／ｇm で決定される抵抗ＲｇとコンデンサＣから
なるローパスフィルタを構成する。従って、定電流源２
４の定電流ＩE を可変にすることにより、相互コンダク
タンスｇm を変調して、抵抗Ｒｇを変化させ、上記ロー
パスフィルタの時定数を変化させることができる。即
ち、定電流源２４の定電流ＩE を可変にすることによ
り、図６で示すＳ／Ｈ回路１３の応答（応答時間）を制
御することができる。
【００４２】具体的には、この定電流源２４を構成する
ＦＥＴ２４ａのゲートに対しゲート電圧を供給する電源
２５の電源電圧Ｖｇｇを可変にし、その電源電圧Ｖｇｇ
の切り換えを上記３つのモードを指示する選択信号ｓに
基いて行う。これにより、定電流源２４の動作電流ＩE
を３つのモードに応じて変化させることができ、ｋ倍速
時における出力部の出力周波数帯域をｆk 、ｌ倍速時に
おける出力部の出力周波数帯域をｆl 、通常時における
出力部の出力周波数帯域をｆにさせることが可能とな
る。
ＦＥＴ２４ａのゲートに対しゲート電圧を供給する電源
２５の電源電圧Ｖｇｇを可変にし、その電源電圧Ｖｇｇ
の切り換えを上記３つのモードを指示する選択信号ｓに
基いて行う。これにより、定電流源２４の動作電流ＩE
を３つのモードに応じて変化させることができ、ｋ倍速
時における出力部の出力周波数帯域をｆk 、ｌ倍速時に
おける出力部の出力周波数帯域をｆl 、通常時における
出力部の出力周波数帯域をｆにさせることが可能とな
る。
【００４３】上述のように、本例によれば、ＣＣＤ固体
撮像素子の出力周波数に応じて出力部の周波数特性（最
高動作周波数）を変化させる手段を具備するようにした
ので、例えば最高動作速度が通常速度のｋ倍速（出力周
波数帯域ｆk）である場合において、ｋ倍速よりも低速
のｌ倍速（通常速度のｌ倍）で動作させた際、その出力
部の出力周波数帯域を（ｌ／ｋ）ｆk に制御することが
できる。即ち、動作条件の周波数に合わせて雑音スペク
トルのカットオフ周波数を制御することができるため、
出力部からの出力信号に重畳される白色雑音を低減で
き、該出力信号のＳ／Ｎ比を向上させることができる。
具体的には、４倍速を最高動作速度に設計されたビデオ
カメラに本実施例を用いれば、通常速度で撮影した場合
のＳ／Ｎ比を約６ｄＢほど改善することができる。この
ことから、本実施例に係る応用として例えば静止画カメ
ラにおいて、その低消費電力化のために、低速モードを
取り入れる場合に有効となる。
撮像素子の出力周波数に応じて出力部の周波数特性（最
高動作周波数）を変化させる手段を具備するようにした
ので、例えば最高動作速度が通常速度のｋ倍速（出力周
波数帯域ｆk）である場合において、ｋ倍速よりも低速
のｌ倍速（通常速度のｌ倍）で動作させた際、その出力
部の出力周波数帯域を（ｌ／ｋ）ｆk に制御することが
できる。即ち、動作条件の周波数に合わせて雑音スペク
トルのカットオフ周波数を制御することができるため、
出力部からの出力信号に重畳される白色雑音を低減で
き、該出力信号のＳ／Ｎ比を向上させることができる。
具体的には、４倍速を最高動作速度に設計されたビデオ
カメラに本実施例を用いれば、通常速度で撮影した場合
のＳ／Ｎ比を約６ｄＢほど改善することができる。この
ことから、本実施例に係る応用として例えば静止画カメ
ラにおいて、その低消費電力化のために、低速モードを
取り入れる場合に有効となる。
【００４４】上記実施例においては、図２及び図３で示
す第１実施例において、ＣＣＤ固体撮像素子１の出力段
の出力インピーダンスを変調することにより出力部の周
波数特性を変化させた例を示し、図４で示す第２実施例
において、外部回路（ＣＤＳ回路もしくはそれに準ずる
回路）の前置フィルタ１２の時定数を可変にすることに
より出力部の周波数特性を変化させた例を示し、図５及
び図６で示す第３実施例において、外部回路、特にＳ／
Ｈ回路１３の応答を制御することにより出力部の周波数
特性を変化させた例を示したが、これら第１，第２及び
第３実施例を任意に組み合わせて出力部の周波数特性を
変化させるようにしてもよい。
す第１実施例において、ＣＣＤ固体撮像素子１の出力段
の出力インピーダンスを変調することにより出力部の周
波数特性を変化させた例を示し、図４で示す第２実施例
において、外部回路（ＣＤＳ回路もしくはそれに準ずる
回路）の前置フィルタ１２の時定数を可変にすることに
より出力部の周波数特性を変化させた例を示し、図５及
び図６で示す第３実施例において、外部回路、特にＳ／
Ｈ回路１３の応答を制御することにより出力部の周波数
特性を変化させた例を示したが、これら第１，第２及び
第３実施例を任意に組み合わせて出力部の周波数特性を
変化させるようにしてもよい。
【００４５】
【発明の効果】第１の本発明によれば、固体撮像素子
と、その固体撮像素子よりの撮像信号が供給される、能
動素子を備えたインピーダンス変換出力段と、そのイン
ピーダンス変換出力段の後段に接続されたサンプリング
・ホールド回路とを有し、固体撮像素子の動作速度が高
い（低い）程、インピーダンス変換出力段の出力周波数
帯域の上限周波数が高く（低く）なるように、インピー
ダンス変換出力段の出力インピーダンスを、固体撮像素
子の動作速度に応じて可変する出力インピーダンス可変
手段を設けたので、高速度撮影から低速度もしくは通常
速度撮影に切り換えた場合に発生するＳ／Ｎ比の劣化を
抑制することのできる固体撮像装置を得ることができ
る。第２の本発明によれば、第１の本発明の固体撮像装
置において、インピーダンス変換出力段を、初段及び後
段のインピーダンス変換回路にて構成し、後段のインピ
ーダンス変換回路に動作電流可変手段を設けてなり、固
体撮像素子の動作速度が高い（低い）程、後段のインピ
ーダンス変換回路の動作電流が大きく（小さく）なるよ
うに、動作電流可変手段を制御するようにしたので、高
速度撮影から低速度もしくは通常速度撮影に切り換えた
場合に発生するＳ／Ｎ比の劣化を抑制することができる
と共に、固体撮像素子の動作速度が低い程、後段のイン
ピーダンス変換回路の動作電流が小さくなることによっ
て、固体撮像素子の動作速度が低い場合における消費電
流の低減を図ることができ、且つ、初段及び後段のイン
ピーダンス変換回路を設け、そのうちの後段のインピー
ダンス変換回路の動作電流を、固体撮像素子の動作速度
が低い程、小さくなるようにしているので、固体撮像素
子の動作速度が低い場合におけるノイズ増加を有効に抑
制することのできる固体撮像装置を得ることができる。
第３の本発明によれば、固体撮像素子と、その固体撮像
素子よりの撮像信号が供給される、能動素子を備えたイ
ンピーダンス変換出力段と、そのインピーダンス変換出
力段の後段に接続された前置フィルタと、その前置フィ
ルタの後段に接続されたサンプリング・ホールド回路と
を有し、固体撮像素子の動作速度が高い（低い）程、イ
ンピーダンス変換出力段、前置フィルタ及びサンプリン
グ・ホールド回路からなる出力回路の出力周波数帯域の
上限周波数が高く（低く）なるように、前置フィルタの
時定数を可変する時定数可変手段を設けたので、高速度
撮影から低速度もしくは通常速度撮影に切り換えた場合
に発生するＳ／Ｎ比の劣化を抑制することのできる固体
撮像装置を得ることができる。第４の本発明によれば、
固体撮像素子と、その固体撮像素子よりの撮像信号が供
給される、能動素子を備えたインピーダンス変換出力段
と、そのインピーダンス変換出力段の後段に接続された
サンプリング・ホールド回路とを有し、固体撮像素子の
動作速度が高い（低い）程、インピーダンス変換出力段
及びサンプリング・ホールド回路からなる出力回路の出
力周波数帯域の上限周波数が高く（低く）なるように、
サンプリング・ホールド回路のホールドコンデンサの容
量を可変する容量可変手段を設けたので、高速度撮影か
ら低速度もしくは通常速度撮影に切り換えた場合に発生
するＳ／Ｎ比の劣化を抑制することのできる固体撮像装
置を得ることができる。第５の本発明によれば、固体撮
像素子と、その固体撮像素子よりの撮像信号が供給され
る、能動素子を備えたインピーダンス変換出力段と、そ
のインピーダンス変換出力段の後段に接続されたサンプ
リング・ホールド回路とを有し、固体撮像素子の動作速
度が高い（低い）程、インピーダンス変換出力段及びサ
ンプリング・ホールド回路からなる出力回路の出力周波
数帯域の上限周波数が高く（低く）なるように、サンプ
リング・ホールド回路の入力抵抗器の抵抗を可変する抵
抗可変手段を設けたので、高速度撮影から低速度もしく
は通常速度撮影に切り換えた場合に発生するＳ／Ｎ比の
劣化を抑制することのできる固体撮像装置を得ることが
できる。第６の本発明によれば、固体撮像素子と、その
固体撮像素子よりの撮像信号が供給される、能動素子を
備えたインピーダンス変換出力段と、そのインピーダン
ス変換出力段の後段に接続されたサンプリング・ホール
ド回路とを有し、そのサンプリング・ホールド回路は、
第１のトランジスタ及びダイオード接続の第２のトラン
ジスタからなるカレントミラー回路、第１及び第２のト
ランジスタの出力側にそれぞれ接続された差動回路を構
成する第３及び第４のトランジスタ、その第３及び第４
のトランジスタの共通の出力側に接続されたサンプリン
グ用スイッチ及び定電流源の直列回路並びに第４のトラ
ンジスタの出力電極に接続されたホールドコンデンサか
ら構成されてなり、固体撮像素子の動作速度が高い（低
い）程、インピーダンス変換出力段及びサンプリング・
ホールド回路からなる出力回路の出力周波数帯域の上限
周波数が高く（低く）なるように、定電流源の定電流を
可変する定電流可変手段を設けたので、高速度撮影から
低速度もしくは通常速度撮影に切り換えた場合に発生す
るＳ／Ｎ比の劣化を抑制することのできる固体撮像装置
を得ることができる。
と、その固体撮像素子よりの撮像信号が供給される、能
動素子を備えたインピーダンス変換出力段と、そのイン
ピーダンス変換出力段の後段に接続されたサンプリング
・ホールド回路とを有し、固体撮像素子の動作速度が高
い（低い）程、インピーダンス変換出力段の出力周波数
帯域の上限周波数が高く（低く）なるように、インピー
ダンス変換出力段の出力インピーダンスを、固体撮像素
子の動作速度に応じて可変する出力インピーダンス可変
手段を設けたので、高速度撮影から低速度もしくは通常
速度撮影に切り換えた場合に発生するＳ／Ｎ比の劣化を
抑制することのできる固体撮像装置を得ることができ
る。第２の本発明によれば、第１の本発明の固体撮像装
置において、インピーダンス変換出力段を、初段及び後
段のインピーダンス変換回路にて構成し、後段のインピ
ーダンス変換回路に動作電流可変手段を設けてなり、固
体撮像素子の動作速度が高い（低い）程、後段のインピ
ーダンス変換回路の動作電流が大きく（小さく）なるよ
うに、動作電流可変手段を制御するようにしたので、高
速度撮影から低速度もしくは通常速度撮影に切り換えた
場合に発生するＳ／Ｎ比の劣化を抑制することができる
と共に、固体撮像素子の動作速度が低い程、後段のイン
ピーダンス変換回路の動作電流が小さくなることによっ
て、固体撮像素子の動作速度が低い場合における消費電
流の低減を図ることができ、且つ、初段及び後段のイン
ピーダンス変換回路を設け、そのうちの後段のインピー
ダンス変換回路の動作電流を、固体撮像素子の動作速度
が低い程、小さくなるようにしているので、固体撮像素
子の動作速度が低い場合におけるノイズ増加を有効に抑
制することのできる固体撮像装置を得ることができる。
第３の本発明によれば、固体撮像素子と、その固体撮像
素子よりの撮像信号が供給される、能動素子を備えたイ
ンピーダンス変換出力段と、そのインピーダンス変換出
力段の後段に接続された前置フィルタと、その前置フィ
ルタの後段に接続されたサンプリング・ホールド回路と
を有し、固体撮像素子の動作速度が高い（低い）程、イ
ンピーダンス変換出力段、前置フィルタ及びサンプリン
グ・ホールド回路からなる出力回路の出力周波数帯域の
上限周波数が高く（低く）なるように、前置フィルタの
時定数を可変する時定数可変手段を設けたので、高速度
撮影から低速度もしくは通常速度撮影に切り換えた場合
に発生するＳ／Ｎ比の劣化を抑制することのできる固体
撮像装置を得ることができる。第４の本発明によれば、
固体撮像素子と、その固体撮像素子よりの撮像信号が供
給される、能動素子を備えたインピーダンス変換出力段
と、そのインピーダンス変換出力段の後段に接続された
サンプリング・ホールド回路とを有し、固体撮像素子の
動作速度が高い（低い）程、インピーダンス変換出力段
及びサンプリング・ホールド回路からなる出力回路の出
力周波数帯域の上限周波数が高く（低く）なるように、
サンプリング・ホールド回路のホールドコンデンサの容
量を可変する容量可変手段を設けたので、高速度撮影か
ら低速度もしくは通常速度撮影に切り換えた場合に発生
するＳ／Ｎ比の劣化を抑制することのできる固体撮像装
置を得ることができる。第５の本発明によれば、固体撮
像素子と、その固体撮像素子よりの撮像信号が供給され
る、能動素子を備えたインピーダンス変換出力段と、そ
のインピーダンス変換出力段の後段に接続されたサンプ
リング・ホールド回路とを有し、固体撮像素子の動作速
度が高い（低い）程、インピーダンス変換出力段及びサ
ンプリング・ホールド回路からなる出力回路の出力周波
数帯域の上限周波数が高く（低く）なるように、サンプ
リング・ホールド回路の入力抵抗器の抵抗を可変する抵
抗可変手段を設けたので、高速度撮影から低速度もしく
は通常速度撮影に切り換えた場合に発生するＳ／Ｎ比の
劣化を抑制することのできる固体撮像装置を得ることが
できる。第６の本発明によれば、固体撮像素子と、その
固体撮像素子よりの撮像信号が供給される、能動素子を
備えたインピーダンス変換出力段と、そのインピーダン
ス変換出力段の後段に接続されたサンプリング・ホール
ド回路とを有し、そのサンプリング・ホールド回路は、
第１のトランジスタ及びダイオード接続の第２のトラン
ジスタからなるカレントミラー回路、第１及び第２のト
ランジスタの出力側にそれぞれ接続された差動回路を構
成する第３及び第４のトランジスタ、その第３及び第４
のトランジスタの共通の出力側に接続されたサンプリン
グ用スイッチ及び定電流源の直列回路並びに第４のトラ
ンジスタの出力電極に接続されたホールドコンデンサか
ら構成されてなり、固体撮像素子の動作速度が高い（低
い）程、インピーダンス変換出力段及びサンプリング・
ホールド回路からなる出力回路の出力周波数帯域の上限
周波数が高く（低く）なるように、定電流源の定電流を
可変する定電流可変手段を設けたので、高速度撮影から
低速度もしくは通常速度撮影に切り換えた場合に発生す
るＳ／Ｎ比の劣化を抑制することのできる固体撮像装置
を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例の原理の説明に供する特性図。 Ａは出力部（ｋ倍速用）の周波数特性を示す特性図。 Ｂは出力部（ｋ倍速用）の雑音スペクトルを示す特性
図。 Ｃはｌ倍速時における固体撮像素子の動作周波数帯域を
示す特性図。
図。 Ｃはｌ倍速時における固体撮像素子の動作周波数帯域を
示す特性図。
【図２】Ａは第１実施例に係る固体撮像装置の要部（固
体撮像素子の出力段）を示す回路図。 Ｂは第１実施例の第１の変形例に係る固体撮像装置の要
部（固体撮像素子の出力段）を示す回路図。
体撮像素子の出力段）を示す回路図。 Ｂは第１実施例の第１の変形例に係る固体撮像装置の要
部（固体撮像素子の出力段）を示す回路図。
【図３】第１実施例の第２の変形例に係る固体撮像装置
の要部（固体撮像素子の出力段）を示す回路図。
の要部（固体撮像素子の出力段）を示す回路図。
【図４】Ａは第２実施例に係る固体撮像装置の基本構成
を示すブロック線図。 Ｂは第２実施例に係る固体撮像装置の要部（前置フィル
タ）を示す回路図。 Ｃは第２実施例の変形例に係る固体撮像装置の要部（前
置フィルタ）を示す回路図。
を示すブロック線図。 Ｂは第２実施例に係る固体撮像装置の要部（前置フィル
タ）を示す回路図。 Ｃは第２実施例の変形例に係る固体撮像装置の要部（前
置フィルタ）を示す回路図。
【図５】Ａは第３実施例に係る固体撮像装置の要部（Ｓ
／Ｈ回路）を示す回路図。 Ｂは第３実施例の第１の変形例に係る固体撮像装置の要
部（Ｓ／Ｈ回路）を示す回路図。
／Ｈ回路）を示す回路図。 Ｂは第３実施例の第１の変形例に係る固体撮像装置の要
部（Ｓ／Ｈ回路）を示す回路図。
【図６】第３実施例の第２の変形例に係る固体撮像装置
の要部（Ｓ／Ｈ回路）を示す回路図。
の要部（Ｓ／Ｈ回路）を示す回路図。
【図７】第３実施例の第２の変形例に係るＳ／Ｈ回路の
等価回路図。
等価回路図。
【図８】従来例に係る固体撮像装置の要部を示す回路
図。
図。
【図９】従来例に係る固体撮像装置の構成を白色雑音源
を主体にして示す回路図。
を主体にして示す回路図。
【図１０】Ａは白色雑音源のスペクトルを示す特性図。 Ｂは出力部（ｋ倍速用）の周波数特性を示す特性図。 Ｃは出力部（ｋ倍速用）の雑音スペクトルを示す特性
図。 Ｄはｌ倍速時における固体撮像素子の動作周波数帯域を
示す特性図。
図。 Ｄはｌ倍速時における固体撮像素子の動作周波数帯域を
示す特性図。
【図１１】Ａはｌ倍速専用の出力部の周波数特性を示す
特性図。 Ｂはｌ倍速専用の出力部の雑音スペクトルを示す特性
図。
特性図。 Ｂはｌ倍速専用の出力部の雑音スペクトルを示す特性
図。
１ ＣＣＤ固体撮像素子 ２，３ ソースフォロア回路 ３ａ，３ｂ ＦＥＴ ４ 電源 ５ スイッチ ６ 定電流源（定電流可変） ６ａ ＦＥＴ ７ 電源 １１ ＣＤＳ回路 １２ 前置フィルタ １３ Ｓ／Ｈ回路 １４，１５ スイッチ ２１ スイッチ（サンプリング用） ２２，２３ スイッチ ２４ 定電流源（定電流可変） ２４ａ ＦＥＴ ２５ 電源
Claims (6)
- 【請求項１】 固体撮像素子と、 該固体撮像素子よりの撮像信号が供給される、能動素子
を備えたインピーダンス変換出力段と、 該インピーダンス変換出力段の後段に接続されたサンプ
リング・ホールド回路とを有し、 上記固体撮像素子の動作速度が高い（低い）程、上記イ
ンピーダンス変換出力段の出力周波数帯域の上限周波数
が高く（低く）なるように、上記インピーダンス変換出
力段の出力インピーダンスを、上記固体撮像素子の動作
速度に応じて可変する出力インピーダンス可変手段を設
けたことを特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の固体撮像装置におい
て、 上記インピーダンス変換出力段を、初段及び後段のイン
ピーダンス変換回路にて構成し、 上記後段のインピーダンス変換回路に動作電流可変手段
を設けてなり、 上記固体撮像素子の動作速度が高い（低い）程、上記後
段のインピーダンス変換回路の動作電流が大きく（小さ
く）なるように、上記動作電流可変手段を制御するよう
にしたことを特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項３】 固体撮像素子と、 該固体撮像素子よりの撮像信号が供給される、能動素子
を備えたインピーダンス変換出力段と、 該インピーダンス変換出力段の後段に接続された前置フ
ィルタと、 該前置フィルタの後段に接続されたサンプリング・ホー
ルド回路とを有し、 上記固体撮像素子の動作速度が高い（低い）程、上記イ
ンピーダンス変換出力段、上記前置フィルタ及び上記サ
ンプリング・ホールド回路からなる出力回路の出力周波
数帯域の上限周波数が高く（低く）なるように、上記前
置フィルタの時定数を可変する時定数可変手段を設けた
ことを特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項４】 固体撮像素子と、 該固体撮像素子よりの撮像信号が供給される、能動素子
を備えたインピーダンス変換出力段と、 該インピーダンス変換出力段の後段に接続されたサンプ
リング・ホールド回路とを有し、 上記固体撮像素子の動作速度が高い（低い）程、上記イ
ンピーダンス変換出力段及び上記サンプリング・ホール
ド回路からなる出力回路の出力周波数帯域の上限周波数
が高く（低く）なるように、上記サンプリング・ホール
ド回路のホールドコンデンサの容量を可変する容量可変
手段を設けたことを特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項５】 固体撮像素子と、 該固体撮像素子よりの撮像信号が供給される、能動素子
を備えたインピーダンス変換出力段と、 該インピーダンス変換出力段の後段に接続されたサンプ
リング・ホールド回路とを有し、 上記固体撮像素子の動作速度が高い（低い）程、上記イ
ンピーダンス変換出力段及び上記サンプリング・ホール
ド回路からなる出力回路の出力周波数帯域の上限周波数
が高く（低く）なるように、上記サンプリング・ホール
ド回路の入力抵抗器の抵抗を可変する抵抗可変手段を設
けたことを特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項６】 固体撮像素子と、 該固体撮像素子よりの撮像信号が供給される、能動素子
を備えたインピーダンス変換出力段と、 該インピーダンス変換出力段の後段に接続されたサンプ
リング・ホールド回路とを有し、 該サンプリング・ホールド回路は、第１のトランジスタ
及びダイオード接続の第２のトランジスタからなるカレ
ントミラー回路、上記第１及び第２のトランジスタの出
力側にそれぞれ接続された差動回路を構成する第３及び
第４のトランジスタ、該第３及び第４のトランジスタの
共通の出力側に接続されたサンプリング用スイッチ及び
定電流源の直列回路並びに上記第４のトランジスタの出
力電極に接続されたホールドコンデンサから構成されて
なり、 上記固体撮像素子の動作速度が高い（低い）程、上記イ
ンピーダンス変換出力段及び上記サンプリング・ホール
ド回路からなる出力回路の出力周波数帯域の上限周波数
が高く（低く）なるように、上記定電流源の定電流を可
変する定電流可変手段を設けたことを特徴とする固体撮
像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11754891A JP3335365B2 (ja) | 1991-05-22 | 1991-05-22 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11754891A JP3335365B2 (ja) | 1991-05-22 | 1991-05-22 | 固体撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04345283A JPH04345283A (ja) | 1992-12-01 |
| JP3335365B2 true JP3335365B2 (ja) | 2002-10-15 |
Family
ID=14714539
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11754891A Expired - Lifetime JP3335365B2 (ja) | 1991-05-22 | 1991-05-22 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3335365B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP4809537B2 (ja) * | 2000-04-05 | 2011-11-09 | 富士フイルム株式会社 | 撮像制御装置および撮像制御方法 |
| JP4520241B2 (ja) * | 2004-07-29 | 2010-08-04 | パナソニック株式会社 | 半導体装置およびカメラ |
| JP4548428B2 (ja) * | 2007-02-05 | 2010-09-22 | ソニー株式会社 | 固体撮像装置及び画像入力装置 |
| JP4110193B1 (ja) * | 2007-05-02 | 2008-07-02 | キヤノン株式会社 | 固体撮像装置および撮像システム |
| JP4551935B2 (ja) * | 2008-02-07 | 2010-09-29 | キヤノン株式会社 | 固体撮像装置および撮像システム |
| JP4551936B2 (ja) * | 2008-02-07 | 2010-09-29 | キヤノン株式会社 | 固体撮像装置および撮像システム |
| JP6612492B2 (ja) * | 2014-10-16 | 2019-11-27 | 株式会社リコー | 光電変換素子、画像読取装置及び画像形成装置 |
| JP7090581B2 (ja) * | 2019-06-26 | 2022-06-24 | 株式会社リコー | 光電変換素子、画像読取装置及び画像形成装置 |
-
1991
- 1991-05-22 JP JP11754891A patent/JP3335365B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04345283A (ja) | 1992-12-01 |
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