(57)【要約】【課題】磁気ノイズによる画質劣化を抑制することのできる構成を有する固体撮像素子、及び、その駆動方法を提供すること。【解決手段】撮像素子面上で位置が異なる複数のＡＤＣブロックと、スロープの正負が異なる複数の参照信号生成部を具備し、時間の経過にともなって電圧が上昇方向へ変化する参照信号ＲＡＭＰ１と、時間の経過にともなって電圧が下降方向へ変化する参照信号ＲＡＭＰ２を生成する回路と、ＲＡＭＰ１とＲＡＭＰ２を切換える切替部を具備し、磁界影響判定部にて、検出したノイズ周波数に基づいて、ノイズ周波数の影響度を算出し、算出した結果に応じて、複数ある参照信号の内、暗い被写体に対して、磁気ノイズの影響が少なくなるように、アップスロープ型を用いるかダウンスロープ型を用いるかを決定する。【選択図】図１
2020057891.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子面上で位置が異なる複数のＡＤＣブロックと、
スロープの正負が異なる複数の参照信号生成部を具備し、
時間の経過にともなって電圧が上昇方向へ変化する参照信号ＲＡＭＰ１と、時間の経過にともなって電圧が下降方向へ変化する参照信号ＲＡＭＰ２を生成する回路と、
ＲＡＭＰ１とＲＡＭＰ２を切換える切替部を具備し、
磁界影響判定部にて、検出したノイズ周波数に基づいて、ノイズ周波数の影響度を算出し、算出した結果に応じて、複数ある参照信号の内、暗い被写体に対して、磁気ノイズの影響が少なくなるように、アップスロープ型を用いるかダウンスロープ型を用いるかを決定する手段を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記磁界影響判定部は、装着するレンズのＩＤ情報から磁界の影響度を判定し、判定結果に基づいて、アップスロープ型を用いるかダウンスロープ型を用いるかを決定する手段を有することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記磁界影響判定部は、装着するカメラのアクセサリーのＩＤ情報から磁界の影響度を判定し、判定結果に基づいて、アップスロープ型を用いるかダウンスロープ型を用いるかを決定する、手段を有することを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記磁界影響度判定部は、さらにセンサの出力結果を基に磁界の影響度を検出する磁気影響検出部の検出結果に基づいて、アップスロープ型を用いるかダウンスロープ型を用いるかを決定する、手段を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
磁気影響判定結果に基づいて、アップスロープ型を用いるかダウンスロープ型を用いるかを決定するとともに、参照信号または比較器の基準信号のオフセットを変更する手段を有することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項６】
複数回画素のリセット期間の読み出しを行う撮像装置において、磁気影響判定結果に基づいて、リセット期間の読み出しデータの内、いずれか一つを選択することを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルカメラやビデオカメラ等の撮像装置では、撮像素子としてＣＣＤやＣＭＯＳ型イメージセンサ（以後、「ＣＭＯＳセンサ」とも称する）を使用するのが一般的である。例えば、ＣＭＯＳセンサは、フォトダイオードで発生した光キャリアをＭＯＳトランジスタのゲート電極（フローティングディフュージョン：ＦＤ）に蓄積する。そして、走査回路からの駆動タイミング信号に従って、その電位変化を電荷増幅して出力部へ出力する。特に、光電変換部であるＣＭＯＳセンサ部とその周辺回路部を含めすべてＣＭＯＳプロセスで実現したＭＯＳ型固体撮像装置が注目されている。
【０００３】
このような撮像装置においては、撮像素子で光信号を電気信号に変換して出力する過程において、画像信号の画質劣化の原因となるような様々なノイズが発生する。代表的なノイズとして、画素毎の製造バラツキに起因して発生する画素欠陥によるノイズや読み出し回路を構成するアンプ等の部品の製造バラツキに起因する固定パターンノイズ等が挙げられる。また、画素や読み出し回路のリセットノイズや画素部において発生する暗電流等の撮像動作を行う度に変動するランダムノイズも代表的なノイズとして知られている。
【０００４】
前述のようなノイズを撮像素子の内部で除去する手段として、以下に説明するような「Ｓ−Ｎ動作」が知られている（特許文献１参照）。画素内のフォトダイオードをリセットした後に、撮像素子の露光を行い、フォトダイオードで光電変換及び電荷の蓄積が行われる。そして、撮像素子の露光が終了するタイミングに合わせて、まず、フォトダイオードを除いた、画素内のフォトダイオード後段の回路及び読み出し回路をリセットする。
【０００５】
リセットが完了したら、フォトダイオードに蓄積された電荷を画素内のフォトダイオード後段の回路に出力していない状態で、リセット時の画素信号をノイズ成分として読み出し回路が有する第１のラインメモリに転送し、保持しておく。以下、本動作を「Ｎ読み」とも称する。次に、フォトダイオードに蓄積された電荷を画素内のフォトダイオード後段の回路に出力する。このときの画素信号を、光信号として読み出し回路が有する第２のラインメモリに転送し、保持しておく。以下、本動作を「Ｓ読み」とも称する。
【０００６】
Ｓ読み動作が終了した後、第２のラインメモリに保持された画素信号と、第１のラインメモリに保持されたリセット信号とを、順次最後段の差動アンプに送る。最後に、差動アンプでＳ信号とＮ信号との差分をとり、画像信号として撮像素子の出力端子から後段の画像処理回路へ出力する。以上の動作のうち、Ｎ読み、Ｓ読み、及び差動アンプでの差分検出動作が、前述した「Ｓ−Ｎ動作」である。このような「Ｓ−Ｎ動作」を行うことにより、画素や読み出し回路毎に異なるノイズを、撮像動作毎に適切に除去して、良好な画質の画像信号を得ることが可能となる。
【０００７】
前述した「Ｓ−Ｎ動作」において、電源電圧の変動や磁気ノイズのようなオフセット変動が起こると、Ｓ読みとＮ読みとにおいて得られる信号値のオフセットが異なるため、差分検出でノイズを取り除くことができない。
【０００８】
本件では、磁気ノイズとは、固体撮像素子の外部で発生する磁界の時間的な変動によるノイズの事を主に指し（以下、磁気ノイズと呼ぶ）、この磁気ノイズによって、撮像素子の読出し信号が時間で変動してしまう事で画質劣化が発生する事がある。
【０００９】
たとえば、レンズの回路部、ストロボの回路部や電源回路部などの撮像素子の外部から発生する磁気ノイズがある一定以上のレベルを超えると、その影響で、撮像素子近傍の磁界が時間的に変動し、撮像素子の読出す画像信号が影響を受け、その信号が変動してしまう。その結果、画質の劣化が生じる。
【００１０】
また、画像信号は列回路部において、水平１行ずつ同時刻で読出し動作が行われる。その瞬間に、例えば、列回路周辺の電源やグラウンド配線などが、磁気ノイズの影響を受けると、水平１行の信号すべてが変動する為、筋状のノイズとなる。
【００１１】
また、磁界の時間的な変動量が大きい、言い換えると磁界の影響度が大きい程、撮像素子の信号変動も大きくなり、画質劣化が大きくなる。
【００１２】
カメラに装着する交換レンズの種類や、外部ストロボの有無など撮像装置の状態によって磁気ノイズの発生する位置やレベル、ノイズの周波数が異なる為、撮像素子面内でも磁界の影響度が部分的に異なる。
【００１３】
列回路部が上下に分かれて配置されている撮像素子では、それぞれ異なった周波数帯の磁界ノイズの影響を受け、画像ノイズが発生する事がある。
【００１４】
近年では、撮像素子の高感度化が進み、撮像素子の画像ノイズ成分が増幅されることで、画質劣化は更に目立ちやすくなってきており、この画像ノイズの発生を抑制することが課題となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２０１４−２３６２５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
上述の特許文献１に開示された従来技術では、Ｓ読みとＮ読みの開始時間間隔ΔＴ（以降、Ｓ−Ｎ読み間隔という）を外来ノイズ周波数ｆの逆数の整数倍となるように設定し、「Ｎ読み」と「Ｓ読み」時に重畳される周期的に変化するノイズの影響を取り除いている。
【００１７】
しかしながら、Ｓ−Ｎの間隔を大きく変える為には、Ｓ読みの開始位相をズラしたり分解能（ランプの傾き）を大きく変える必要があり、その為、画質が劣化しまったり、フレームレートを圧迫し易い。
【００１８】
そこで、本発明の目的は、アクチュエータ駆動時などの磁気ノイズ重畳時において、画質やフレームレートへの影響が少ないまま、横縞状になる撮像ノイズを軽減することを可能にした撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記の目的を達成するために、本発明に係る撮像装置は、
撮像素子面上で位置が異なる複数のＡＤＣブロックと、スロープの正負が異なる複数の参照信号生成部を具備し、時間の経過にともなって電圧が上昇方向へ変化する参照信号ＲＡＭＰ１と、時間の経過にともなって電圧が下降方向へ変化する参照信号ＲＡＭＰ２を生成する回路と、ＲＡＭＰ１とＲＡＭＰ２を切換える切替部を具備し、磁界影響判定部にて、検出したノイズ周波数に基づいて、ノイズ周波数の影響度を算出し、算出した結果に応じて、複数ある参照信号ＲＡＭＰの内、暗い被写体に対して、磁気ノイズの影響が少なくなるように、アップスロープ型を用いるかダウンスロープ型を用いるかを決定する、手段を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、磁気ノイズの影響で発生する画質劣化を抑制することのできる撮像装置の提供を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】撮像装置の全体ブロック図
【図２】本実施形態における、固体撮像素子の構成例を示す図
【図３ａ】本実施形態における、ＡＤ変換動作の例を示すタイミングチャート及びノイズの影響の説明図
【図３ｂ】本実施形態における、ＡＤ変換動作の例を示すタイミングチャート及びノイズの影響の説明図
【図４】本実施形態における、被写体輝度と読出し間隔の関係を説明する図
【図５ａ】本実施形態における、スロープの種類と読出し間隔の関係を説明する図
【図５ｂ】本実施形態における、スロープの種類と読出し間隔の関係を説明する図
【図６】本実施形態における、ノイズの影響と読出し間隔の関係を説明する図
【図７】本実施例と別形態に係る、フローチャート例磁界の影響の判定結果例を説明する図
【図８】本実施形態における、ブロック毎に読出し間隔の設定を説明する図
【図９】本実施形態２における、読出し間隔の関係を説明する図
【図１０】本実施形態３における、読出し間隔の関係を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００２３】
以下、本発明の第１の実施例について、説明する。
【００２４】
図１は、本実施形態の撮像素子を用いた撮像装置の機能構成例を示すブロック図である。撮像装置の光学系は、被写体の光学像を撮像素子１００に結像させる撮影レンズ１１０１などを含み、レンズ駆動回路１１００によってズーム制御、フォーカス制御、絞り制御などが行われる。撮像素子１００には、複数の単位画素が行列状に配置されている。撮像レンズ１１０１によって結像された被写体の像は、電気的な画像信号として撮像素子１００から出力される。タイミング発生回路１１０２は、撮像素子１１０１を駆動するタイミング信号を出力する。信号処理部１１０３は、撮像素子１００から出力される画像信号に各種の補正を行ったり、圧縮したりする。全体制御・演算部１１０４は、各種演算を行うとともに、撮像素子１００の動作を含む撮像装置全体の動作を制御する。焦点検出部１１０９は、位相差検出方式の焦点検出処理を行い、デフォーカス量を算出する。信号処理部１１０３が出力する画像データは、メモリ部１１０５に一時的に記憶される。表示部１１０６は、各種情報や撮影した画像を表示する。外部記録部１１０７は、画像データの記録または読み出しを行う。外部記録部１１０７は、例えば半導体メモリ等の着脱可能な記録媒体を読み書きする回路である。操作部１１０８は、スイッチ、ボタン、タッチパネルなどを代表とする入力デバイス群を含み、撮像装置に対するユーザ指示を受け付ける。
【００２５】
露出制御部１１１０は、撮影時のＡＥ（自動露出処理）の露出制御を行う。
【００２６】
磁界影響判定部１１１１は、磁気影響検出部１１１２にて検出された磁気ノイズの周波数に応じて、磁気ノイズによる画質劣化の影響度と周波数を算出し、さらに磁気ノイズの影響が少ないＳ−Ｎ読み間隔を算出する。判定結果に応じて、後述する切替回路部２０７＿Ｃにおいて、ＲＡＭＰ１とＲＡＭＰ２のどちらを使用するかの設定を決定する。
【００２７】
図２は、本発明の第１の実施形態に係る、固体撮像素子１００の構成を示す図である。
【００２８】
次に、本実施形態における撮像素子１００の構成及び動作を、図２及び図３を参照して説明する。図２は、本実施形態における撮像素子１０２の構成例を示す図である。
【００２９】
本実施形態における撮像素子１００は、図１に示した信号処理部１１０３を内在し、画素列毎にＡＤ変換回路を配置したカラムＡＤＣ搭載のＣＭＯＳセンサである。本実施形態における撮像素子１００は、画素アレイ部２０、カラムＡＤＣブロック２１、水平出力線２２、タイミング制御回路２３、行走査回路２４、列走査回路２５、基準信号生成部（ＭＣＫ）２６、参照信号生成部２０７を有する。
【００３０】
画素アレイ部２０は、行列状に配置され、それぞれが光電変換素子を含む複数の画素（単位画素）２０１を有する。画素２０１の各々は、フォトダイオード（光電変換素子）ＰＤ、転送トランジスタＭ１、リセットトランジスタＭ２、増幅トランジスタＭ３、及び選択トランジスタＭ４を有する。転送トランジスタＭ１、リセットトランジスタＭ２、増幅トランジスタＭ３、及び選択トランジスタＭ４の各々は、例えばｎチャネルＭＯＳＦＥＴ（ＭＯＳ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）である。
【００３１】
また、転送トランジスタＭ１、リセットトランジスタＭ２、及び選択トランジスタＭ４の各ゲートには、転送信号線２０３、リセット信号線２０４、及び行選択信号線２０５がそれぞれ接続されている。これらの信号線は、水平方向に延在して、同一行に含まれる複数の画素２０１を同時に駆動するようになっており、これによりライン順次動作型のローリングシャッタや、全行同時動作型のグローバルシャッタの動作を制御することが可能になっている。選択トランジスタＭ４のソースには、列毎に配される列信号線（垂直出力線）２０２が接続されている。列信号線２０２の一方の端部は、定電流源２０６を介して接地されている。
【００３２】
フォトダイオードＰＤは、入射される光を光電変換することにより生成された電荷を蓄積する。フォトダイオードＰＤは、図２に示す例では、Ｐ側（アノード側）が接地され、Ｎ側（カソード側）が転送トランジスタＭ１のソースに接続されている。転送トランジスタＭ１がオン（ＯＮ）すると、フォトダイオードＰＤの電荷がフローティングディフュージョンＦＤに転送される。フローティングディフュージョンＦＤには寄生容量があるので、この部分に電荷が蓄積される。
【００３３】
増幅トランジスタＭ３のドレインは電源電圧Ｖｄｄとされ、増幅トランジスタＭ３のゲートはフローティングディフュージョンＦＤに接続されている。増幅トランジスタＭ３は、フローティングディフュージョンＦＤの電圧を電気信号に変換する。選択トランジスタＭ４は、信号電荷を読み出す画素を行単位で選択するためのものである。選択トランジスタＭ４のドレインは増幅トランジスタＭ３のソースに接続され、選択トランジスタＭ４のソースは列信号線２０２に接続されている。選択トランジスタＭ４がオン（ＯＮ）したときには、増幅トランジスタＭ３と定電流源２０６とがソースフォロアを構成し、フローティングディフュージョンＦＤに蓄積された信号電荷に応じた電圧が列信号線２０２に出力される。リセットトランジスタＭ２のドレインは電源電圧Ｖｄｄとされ、リセットトランジスタＭ２のソースはフローティングディフュージョンＦＤに接続されている。リセットトランジスタＭ２は、フローティングディフュージョンＦＤの電圧を電源電圧Ｖｄｄにリセットする。
【００３４】
列信号線２０２に出力された信号は、カラムＡＤＣブロック２１にてデジタル信号に変換される。カラムＡＤＣブロック２１は、列毎（列信号線２０２毎）に配置されている。カラムＡＤＣブロック２１の各々は、比較器２０８、カウンタ２０９、及びメモリ２１０を有しており、ｘビットデジタル信号変換機能を有する。
【００３５】
比較器２０８は、デジタル−アナログ変換回路（ＤＡＣ）である参照信号生成部２０７により生成される参照信号（参照電圧）ＲＡＭＰと、列信号線２０２を介して得られる画素２０１からのアナログ信号とを比較する。カウンタ２０９は、比較器２０８における比較時間をカウントし、メモリ２１０は、カウンタ２０９のカウント結果を保持する。なお、本実施形態ではカウンタ２０９は、アップ／ダウンカウンタとして説明するが、他のカウンタを用いて構成しても構わない。
【００３６】
水平出力線２２は、各カラムＡＤＣブロック２１と接続される所定のビット幅の水平出力線であり、列走査回路２５から制御されるタイミングに従ってカラムＡＤＣブロック２１からの信号を転送する。
【００３７】
タイミング制御回路２３は、基準信号生成部（ＭＣＫ）２６から供給される基準信号（マスタークロック）に基づいて、行走査回路２４、列走査回路２５、及び参照信号生成部２０７を動作させるためのクロック信号や制御信号等を生成して各々に対して信号を供給する。
【００３８】
行走査回路２４は、転送信号線２０３、リセット信号線２０４、及び行選択信号線２０５の一端が各行に対応した各出力端に接続されている。行走査回路２４は、リセット信号線２０４、及び行選択信号線２０５を介して画素アレイ部２０の画素を行毎に選択する行走査等の制御を行う。列走査回路２５は、各列を走査する。参照信号生成部２０７は、出力電圧が時間の経過に伴って所定の傾き若しくは階段状に変化するランプ波形の参照信号ＲＡＭＰを、カラムＡＤＣブロック２１に出力する。
【００３９】
参照信号ＲＡＭＰは、アップスロープ型のＲＡＭＰ１（２０７＿ａ）とダウンスロープ型のＲＡＭＰ２（２０７＿ｂ）を切替回路部（２０７＿Ｃ）にて、切り替え、いずれか片方の参照信号を用いる。
【００４０】
本実施例では、ＲＡＭＰ１、ＲＡＭＰ２は時間に対して変化するランプ信号を生成する回路であり、ＲＡＭＰ１とＲＡＭＰ２の時間変化率（傾き）の絶対値は同じで正負が異なるものを意味する。
【００４１】
図３ａは、本実施形態におけるカラムＡＤＣブロック２１によるＡＤ変換動作の例を示すタイミングチャートである。図２に示した任意の画素２０１から列信号線２０２へのリセット期間の読み出しが安定（時刻ｔ１〜ｔ２の期間）した後、参照信号生成部２０７から参照信号ＲＡＭＰとして参照電圧を時間変化させた階段状の波形が入力される。比較器２０８は、参照信号ＲＡＭＰの電圧と任意の列信号線２０２の電圧３０１との比較を行う。
【００４２】
次に、時刻ｔ２〜ｔ３にて、参照信号ＲＡＭＰへの階段状の波形の入力と同時に、カウンタ２０９でリセット期間のカウントがダウンカウントでなされる。そして、参照信号ＲＡＭＰの電圧と列信号線２０２の電圧３０１が等しくなったときに比較器２０８の出力が反転し、同時にメモリ２１０に比較期間に応じたカウント結果が保持される。
【００４３】
このリセット期間の読み出し時（Ｎ読み）は、画素２０１の基準成分（ノイズ成分）ΔＶを読み出しており、基準成分ΔＶ内には、画素２０１毎にばらつく雑音がオフセットとして含まれている。しかし、この基準成分ΔＶのばらつきは一般に小さく、またリセットレベルは全画素共通なため、任意の列信号線２０２の出力はおおよそ既知である。したがって、リセット期間の基準成分ΔＶの読み出し時には、参照信号ＲＡＭＰを調整することにより比較期間を短くすることが可能である。
【００４４】
データ期間の読み出し（Ｓ読み）では、基準成分（ノイズ成分）ΔＶに加え、各画素２０１は転送トランジスタＭ１をオンすることで、入射光量に応じた信号成分を読み出し、リセット期間の読み出しと同様の動作を行う。
【００４５】
すなわち、任意の行選択信号線２０５に接続された画素２０１から列信号線２０２へのデータ期間の読み出しが安定した後（時刻ｔ４〜ｔ５の期間）、参照信号生成部２０７から参照信号ＲＡＭＰとして参照電圧を時間変化させた階段状の波形が入力される。比較器２０８は、参照信号ＲＡＭＰの電圧と任意の列信号線２０２の電圧３０１との比較を行う。ここでは、参照信号ＲＡＭＰへの階段状の波形の入力と同時に、カウンタ２０９でアップカウント（または、ダウンカウント）にてデータ期間のカウントが実施される。そして、参照信号ＲＡＭＰの電圧と列信号線２０２の電圧３０１が等しくなったときに比較器２０８の出力が反転し、同時にメモリ２１０に比較期間に応じたカウントが保持される（時刻ｔ５〜ｔ６）。
【００４６】
このようにカラムＡＤＣブロック２１のカウンタ２０９では、リセット期間ではダウン
カウントを行い、データ期間ではアップカウント（または、アップカウント）動作を行うことで、「（データ期間の比較結果）−（リセット期間の比較結果）」のいわゆる「Ｓ−Ｎ動作」となる減算処理を信号処理部１１０３にて行う。これにより、画素２０１毎の基準成分（ノイズ成分）ΔＶ分を除いた比較器２０８での有効信号成分のカウント結果のみを取り出せることになる。
【００４７】
このように参照信号生成部２０７から出力される参照信号ＲＡＭＰと、基準成分ΔＶ及び画素信号との比較を比較器２０８にて行い、その比較期間のデジタルカウントをカウンタ２０９にて行う。
【００４８】
しかし、参照信号生成部２０７から出力される参照信号ＲＡＭＰはアナログ信号である。そのため、電源電圧の変動や外来ノイズ等によるオフセットレベルの変動（位相変化）が行毎に差異を有すると、参照信号ＲＡＭＰと画素信号の比較結果にオフセットノイズが発生するため、ライン間の段差として横縞状のノイズとなって画像に現れる。
【００４９】
次に、図４において、輝度に応じたＳ−Ｎ読み間隔の違いを説明する。図４の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ被写体の明るさが暗い、中、明るい場合の比較器が反転するまでのＲＡＭＰ信号のイメージ図であり、それぞれのＳ−Ｎ読み間隔ΔＴ１、ΔＴ２，ΔＴ３を図に示す。Ｓ読み終了の時間が、被写体の明るさに応じて、時間が変化している為、被写体の明るさが暗い、中、明るい場合のＳ−Ｎ読み間隔は、ΔＴ１＜ΔＴ２＜ΔＴ３となる。つまり、任意の出力レベルに対して、Ｓ−Ｎ読みの間隔が一義的に決定する。
【００５０】
次に、図５ａにおいて、アップスロープ型とダウンスロープ型のランプを其々用いた場合の同じ暗い被写体の信号レベルに対してのＳ−Ｎ読み間隔の違いを説明する。
【００５１】
アップスロープ型のランプを用いた場合は、Ｓ読み時に被写体の信号レベルで比較器が反転しカウンタ２０９がラッチされた時のＳ−Ｎ読み間隔がΔＴ１Ｕで、ダウンスロープ型のランプを用いた場合は、Ｓ読み時に被写体の信号レベルで比較器が反転しカウンタ２０９がラッチされた時のＳ−Ｎ読み間隔がΔＴ１Ｄとなる。したがって、任意の出力レベルに対して、アップスロープ型とダウンスロープ型どちらを用いるかで、Ｓ−Ｎ読みの間隔を変える事が可能でかつ一義的に間隔を決定可能である。
【００５２】
また、実際には、アップスロープ型とダウンスロープ型とでは、比較器の基準電圧とランプの大小が逆転し、出力が反転してしまう。その為、例えば、出力に反転回路を介して、カウンタ２０９へ入力するなど行う必要があるが、ここでは詳細は割愛する。
【００５３】
図５ｂは、前記図３ｂをＳ読みの箇所のみ、アップスロープ型を使用し、Ｎ読み時とＳ読み時もダウンカウントした例である。
【００５４】
Ｓ読み期間（ｔ５〜ｔ６）では、比較器２０８の出力に反転回路を介し、カウンタ２０９へ入力することで、ｔ５のタイミングからカウントを開始する。
【００５５】
また、例として、所定のＤＡＣのフルコード相当のカウント値からＮ読み時ダウンカウント、Ｓ読み時ダウンカウントという構成にすることで、有効信号成分ＤＶｏｕｔを信号処理部１１０３にて、算出可能である。
【００５６】
式に表すと、有効信号成分ＤＶｏｕｔ、Ｎ読みのカウント値をＤＮ、Ｓ読みのカウント値をＤＳ‘とすると、式（５）のようになる。
【００５７】
ＤＳ＝ＤＦ−ＤＮ−ＤＳ‘・・式（５）
ここでＤＦは、ＤＡＣのフルコードに相当するカウント値である。
【００５８】
次に、ＡＤ変換期間中に周波数ｆ［ｋＨｚ］の正弦波のノイズ信号Ｎ（ｔ）がｎ行目の画素の信号、及び（ｎ＋１）行目の画素の信号に混入した場合の影響について、再び図３を用いて説明する。
【００５９】
図３のノイズ信号Ｎは、本実施形態におけるｎ行目の画素の信号と（ｎ＋１）行目の画素の信号とのそれぞれに正弦波ノイズが混入した場合の影響を説明するための図である。周波数ｆ［ｋＨｚ］の正弦波ノイズ信号Ｎ（ｔ）は、例えば下記の式（１）で表される。
【００６０】
Ｎ（ｔ）＝ｓｉｎ（２πｆｔ）・・式（１）
１行を読み出す期間（水平同期信号の出力間隔）をＨとし、［Ｎ読み］、［Ｓ読み］それぞれの信号レベルが確定するタイミングの時間差をΔＴ（Ｓ―Ｎ読み間隔）とする。また、ｎ行目の画素の信号及び（ｎ＋１）行目の画素の信号に混入した周波数ｆのノイズ信号の影響をＬ（ｎ）とすると、Ｌ（ｎ）は下記の式（２）で表される。
【００６１】
Ｌ（ｎ）＝ｓｉｎ（２πｆ（Ｈｎ＋ΔＴ））−ｓｉｎ（２πｆＨｎ）・・式（２）
また、式（２）は、下記の式（３）に変形される。
【００６２】
Ｌ（ｎ）＝２×ｃｏｓ（πｆ（Ｈｎ＋ΔＴ））×ｓｉｎ（πｆΔＴ）・・式（３）
ここで、式（３）より、ノイズの周波数ｆに対して、ΔＴ（Ｓ―Ｎ読み間隔）が下記の式（４）を満足する場合を考える。
【００６３】
ΔＴ＝ｋ／ｆ    （ｋは整数）・・式（４）
ΔＴが式（４）を満足する場合、式（３）に示されるＬ（ｎ）の値はゼロとなり、周波数ｆのノイズ信号の影響はライン間にて抑制されている。
【００６４】
すなわち、周波数ｆのノイズに対して、ΔＴが式（４）を満足するように設定することで、ライン間におけるＡＤ変換時のノイズの影響を抑制することが可能である。
【００６５】
抑制されるノイズの影響を模式的にした例が図３ｂである。Ｎ読みラッチタイミングとＳ読みラッチタイミングでのノイズ信号が同レベルの為、ノイズがキャンセルされることがわかる。
【００６６】
具体例をあげて説明する。図６は、ノイズの周波数７０ｋＨｚ、１００ｋＨｚに対して、Ｓ−Ｎ読み間隔とノイズの影響Ｌ（ｎ）の関係をグラフ化したものである。
【００６７】
周波数ｆ＝７０ｋＨｚのノイズに対しては、約１４ｕＳのＳ―Ｎ読み間隔ΔＴ付近、
周波数ｆ＝１００ｋＨｚのノイズに対しては、約１０ｕＳのＳ―Ｎ読み間隔Δ付近Ｔ
にそれぞれ設定することで、ノイズの影響Ｌ（ｎ）を小さくする事が可能ということがわかる。
【００６８】
検出したノイズ周波数が７０ｋＨｚで、適正−３ＥＶの被写体の明るさに対して、ＶＲＡＭＰ１を使用する場合は、１０ｕｓ付近、ＶＲＡＭＰ２を使用する場合は、１４ｕｓ付近となると算出した場合には、１４ｕｓにより近い設定が可能なダウンスロープ型のＲＡＭＰ２（２０７＿ｂ）を使用するよう切替回路を設定する。
【００６９】
次に、第１の実施形態における動作の一例として、交換レンズの駆動用アクチュエータの駆動時に発生する周波数ｆのノイズの影響を撮像動作時に回避する方法について図７を参照して説明する。図７は、第１の実施形態における動作例を示すフローチャートである。
【００７０】
ステップＳ１０にて、交換可能なレンズをカメラ本体に装着されると、全体制御部１１０４がレンズ駆動回路１１００と通信し、レンズ個体情報ＩＤを取得する磁気ノイズ検出動作を行う。交換レンズ個体情報ＩＤには、予め駆動周波数ｆを記録しておく。
【００７１】
ステップＳ１１にて、磁気影響検出部１１１２にて、取得したレンズ情報の中から、アクチュエータを駆動している磁気周波数ｆを検出する。
【００７２】
ステップＳ１２にて、磁気影響判定部１１１１にて、取得した駆動周波数ｆが、適正−３ＥＶの被写体の明るさに対して、ノイズの影響とＳ−Ｎ読み間隔との関係を算出する。
【００７３】
ステップＳ１３にて、ＲＡＭＰ１（２０９＿ａ）とＲＡＭＰ２（２０９＿ｂ）のどちらを用いた方が、ノイズの影響Ｌ（ｎ）が小さくなるかＲＡＭＰ切替判定を行う。
【００７４】
撮影動作は、ステップＳ１３にて、判定した結果に基づいて切替回路（２０７＿Ｃ）ＲＡＭＰの切り替え設定を行い、撮影する。
【００７５】
具体例をあげて説明する。前記、図６のノイズの周波数７０ｋＨｚに対して、Ｓ−Ｎサンプリング間隔とノイズの影響Ｌ（ｎ）の関係を例に考える。
【００７６】
周波数ｆ＝７０ｋＨｚのノイズに対しては、ＲＡＭＰ１を使用した場合、約１０ｕＳのＳ―Ｎ読み間隔ΔＴ付近、
ＲＡＭＰ２を使用した場合、約１４ｕＳのＳ―Ｎ読み間隔Δ付近Ｔ
と算出した場合、１４ｕＳにより近い設定が可能なＶＲＡＭＰ２を使用した場合の方がノイズの影響Ｌ（ｎ）を小さくする事が可能ということがわかる。
【００７７】
これにより、その交換レンズの駆動周波数の磁気ノイズの影響を少なくした画像を取得する事が可能となる。
【００７８】
つまり、磁気ノイズの周波数ｆに応じて、アップスロープ型とダウンスロープ型の各々使用した場合のノイズの影響Ｌ（ｎ）を比較し、影響が小さい方を設定することで磁気ノイズの影響を小さくすることが可能である。
【００７９】
本実施形態１では、Ｓ読みの際、ＲＡＭＰ１とＲＡＭＰ２を切り替える例を説明したが、Ｎ読みの際も同様に切り替えても良く、さらには、Ｓ読みとＮ読み双方をそれぞれ切り替えても良い。
【００８０】
また、図８は、上下にＡＤＣブロック２１を配置し、１列毎に上下にＡＤＣブロック２１へ画素の読出しを行っており、それぞれ上下に切替回路部（２０７＿Ｃ）が配置されている。また、ノイズ周波数ｆの種類が複数あり、撮像素子の位置によって、最も影響がある周波数が異なっていることを模式的に表した図である。
【００８１】
そのような場合は、各ブロックに対してそれぞれ最適な設定として良い。
【００８２】
例えば、図８の上部のＡＤＣブロック２１から読み出す信号のＳ−Ｎ読み間隔は、ノイズ周波数ｆ１＝７０ｋＨｚに対して、図８の下部のＡＤＣブロック２１から読み出す信号のＳ−Ｎ読み間隔は、ノイズ周波数ｆ２＝１００ｋＨｚに対して、良くなるようにＲＡＭＰを切り替えるようにしても良く、この限りではない。
【００８３】
以上、説明したように本実施例では、ＲＡＭＰ信号を切換える事でＳ−Ｎ読み間隔の設定をする事で磁気ノイズの影響を少なくした画像を取得する事が可能となる。
【実施例２】
【００８４】
本実施例２では、第一の実施例の図１に対して、カウント値にオフセットを付ける事のみ異なるのみであり、それ以外は同じため説明を割愛する。
【００８５】
本実施例２では、第一の実施例に加えて、カウント値にオフセットを付ける、例えば、図９のように、Ｓ読み又はＮ読みの際のＲＡＭＰの開始電圧を変える事で、さらにノイズの影響を小さくする為にＳ−Ｎ読み間隔を微調整可能とするものである。
【００８６】
図９のΔＴ１ｓｅｔをみてわかるようにＳ−Ｎ読み間隔を微調整可能である。
【００８７】
本実施例２では、Ｓ読み又はＮ読みの際のカウント開始時のＲＡＭＰの電圧を変える事でオフセットを付ける説明を行ったが、例えば、比較器の基準電圧のオフセットレベルやカウント値にオフセットを付けても良く、この限りではない。
【００８８】
以上、説明したように本実施例２では、ＲＡＭＰ信号にオフセットを付ける事でノイズ周波数に対して、Ｓ−Ｎ読み間隔を微調整することを可能とし、より磁気ノイズの影響を少なくした最適な設定で、画像を取得する事が可能となる。
【実施例３】
【００８９】
本実施例１では、Ｎ読みを１回する場合を例に説明したが、Ｎ読みを複数回行う場合の撮像素子の例を説明する。
【００９０】
図１０は、Ｎ読みを２回読出しを行っている撮像素子の例である。
【００９１】
１回目のＮ読みのカウント値を使用するか２回目のＮ読みのカウント値を使用するかで、Δ、Ｓ−Ｎ読み間隔をＴ１とΔＴ２とで変える事が可能ということがわかる。
【００９２】
ノイズ周波数ｆに対して、どちらを使用するか判定することで、周波数ｆに対して、よりノイズの影響を小さくすることが可能となる。
【００９３】
以上、説明したように本実施例３では、容易にＳ−Ｎ読み間隔を調整することを可能とし、容易に磁気ノイズの影響を少なくした画像を取得する事が可能となる。
【００９４】
本実施例では、個体情報を認識可能なレンズＩＤを読み取り磁界の影響度を判定する例を説明したが、個体情報を認識できない場合は、ホールセンサ等、磁気のレベルを出力する複数のセンサからなる磁界検出部を各列回路部近傍に配置しておき、磁界影響検出部１１１２にて、撮影前にレンズ駆動させて駆動回路部を駆動させる等、一時的に磁気ノイズの周波数を検出測定する構成としても良く、これに限定するものではない。
【００９５】
また、交換レンズでなくとも例えば、ストロボなどの外部アクセサリーでも、磁気ノイズを発生するもので個体情報を認識可能であれば良く、これに限定するものではない。
【００９６】
以上挙げた実施例１〜３により、磁気ノイズによる画質劣化を抑制することが可能となる。
【００９７】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００９８】
１００  撮像素子、２０  画素アレイ、２０１  画素、
２０２  列信号線、２１  ＡＤＣブロック、２０７  参照信号供給部、
２０８  比較器、２０９  カウンタ、２１０  メモリ装置、
２２  水平出力線、２３  タイミング制御回路、２４  行走査回路、
２５  列走査回路、２６  ＭＣＫ
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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