(57)【要約】【課題】容易に、画質の低下を防止する。【解決手段】コンパレータは、画素から出力される電気信号と、レベルが変化する参照信号とを比較し、カウンタは、その比較結果に基づいて、電気信号と参照信号とが一致するまでの、参照信号の変化に要する時間をカウントすることにより、電気信号のAD変換結果を求める。この場合に、コンパレータに与えられている２つの入力信号が一致している旨の比較結果が得られるように、コンパレータを設定するオートゼロ処理が、画素がリセットされているリセット期間中に完了するように行われる。本技術は、例えば、画像を撮像するイメージセンサ等に適用できる。【選択図】図４
2014165845.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レベルが変化する参照信号を出力する参照信号出力部と、
光電変換を行う光電変換素子を有し、電気信号を出力する画素から出力される前記電気信号と、前記参照信号出力部から出力される前記参照信号とを比較するコンパレータと、
前記電気信号と前記参照信号との比較結果に基づいて、前記電気信号と前記参照信号とが一致するまでの、前記参照信号の変化に要する時間をカウントすることにより得られるカウント値を、前記電気信号のAD(Analog Digital)変換結果として求めるカウンタと、
前記コンパレータに与えられている２つの入力信号が一致している旨の比較結果が得られるように、前記コンパレータを設定するオートゼロ処理を、前記画素がリセットされているリセット期間中に完了するように制御するオートゼロ制御部と
を備える電子機器。
【請求項２】
前記参照信号出力部は、前記電気信号との比較が開始されるときの前記参照信号のレベルである開始レベルを低下するようにオフセットさせる
請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
前記参照信号出力部は、前記参照信号の傾きに基づいて、前記開始レベルのオフセット量を設定する
請求項２に記載の電子機器。
【請求項４】
前記参照信号出力部は、前記参照信号の傾きが急峻なほど、前記開始レベルのオフセット量を小に設定する
請求項３に記載の電子機器。
【請求項５】
前記参照信号出力部は、前記画素がリセットされた直後の前記電気信号であるリセットレベルのAD変換結果の、所定値に対する偏差が小さくなるように、前記開始レベルのオフセット量を調整する
請求項２に記載の電子機器。
【請求項６】
前記所定値は、前記リセットレベルのAD変換結果を得るための、前記参照信号のレベルが変化する期間であるP相の中点に対応する値である
請求項５に記載の電子機器。
【請求項７】
前記参照信号出力部は、前記画素がリセットされた直後の前記電気信号であるリセットレベルのAD変換結果を得るための、前記参照信号のレベルが変化する期間であるP相の長さを設定する
請求項２に記載の電子機器。
【請求項８】
前記参照信号出力部は、前記参照信号の傾きに基づいて、前記P相の長さを設定する
請求項７に記載の電子機器。
【請求項９】
前記参照信号出力部は、前記参照信号の傾きが急峻なほど、前記P相の長さを小に設定する
請求項８に記載の電子機器。
【請求項１０】
前記参照信号出力部は、
前記リセットレベルのAD変換結果の、所定値に対する偏差が小さくなるように、前記開始レベルのオフセット量を調整し、
前記リセットレベルのAD変換結果の、所定値に対する偏差が小さくなった場合に、前記P相の長さを調整する
請求項７に記載の電子機器。
【請求項１１】
前記参照信号出力部は、前記画素がリセットされているときの前記電気信号と、前記画素がリセットされた直後の前記電気信号との差に対応する電圧だけ、前記開始レベルをオフセットさせる
請求項２に記載の電子機器。
【請求項１２】
前記オートゼロ制御部は、前記オートゼロ処理を、前記リセット期間中に完了するか、又は、前記リセット期間経過後に完了するかを選択し、前記オートゼロ処理を制御する
請求項２に記載の電子機器。
【請求項１３】
前記オートゼロ制御部は、前記オートゼロ処理を、前記リセット期間中に完了するか、又は、前記リセット期間経過後に完了するかを、前記参照信号の傾きに基づいて選択する
請求項１２に記載の電子機器。
【請求項１４】
前記オートゼロ制御部は、前記参照信号の傾きが急峻である場合に、前記オートゼロ処理を、前記リセット期間中に完了することを選択し、前記参照信号の傾きが急峻でない場合に、前記オートゼロ処理を、前記リセット期間経過後に完了することを選択する
請求項１３に記載の電子機器。
【請求項１５】
前記画素がリセットされた直後の前記電気信号であるリセットレベルのAD変換結果と、前記光電変換素子に蓄積された電荷に対応する前記電気信号である信号レベルのAD変換結果との差を、前記画素の画素値として出力する出力部をさらに備える
請求項２に記載の電子機器。
【請求項１６】
レベルが変化する参照信号を出力する参照信号出力部と、
光電変換を行う光電変換素子を有し、電気信号を出力する画素から出力される前記電気信号と、前記参照信号出力部から出力される前記参照信号とを比較するコンパレータと、
前記電気信号と前記参照信号との比較結果に基づいて、前記電気信号と前記参照信号とが一致するまでの、前記参照信号の変化に要する時間をカウントすることにより得られるカウント値を、前記電気信号のAD(Analog Digital)変換結果として求めるカウンタと
を備える電子機器の前記コンパレータに与えられている２つの入力信号が一致している旨の比較結果が得られるように、前記コンパレータを設定するオートゼロ処理を、前記画素がリセットされているリセット期間中に完了するように行う
ステップを含む制御方法。
【請求項１７】
レベルが変化する参照信号を出力する参照信号出力部と、
光電変換を行う光電変換素子を有し、電気信号を出力する画素と、
前記画素から出力される前記電気信号と、前記参照信号出力部から出力される前記参照信号とを比較するコンパレータと、
前記電気信号と前記参照信号との比較結果に基づいて、前記電気信号と前記参照信号とが一致するまでの、前記参照信号の変化に要する時間をカウントすることにより得られるカウント値を、前記電気信号のAD(Analog Digital)変換結果として求めるカウンタと、
前記コンパレータに与えられている２つの入力信号が一致している旨の比較結果が得られるように、前記コンパレータを設定するオートゼロ処理を、前記画素がリセットされているリセット期間中に完了するように制御するオートゼロ制御部と
を備えるイメージセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、電子機器、制御方法、及び、イメージセンサに関し、特に、例えば、容易に、画質の低下を防止することができるようにする電子機器、制御方法、及び、イメージセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
画像を撮像する固体撮像装置としては、例えば、CCD(Charge Coupled Device)イメージセンサやCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサがあり、近年、小型化等の要請から、CMOSイメージセンサが注目されている。
【０００３】
CMOSイメージセンサは、光電変換を行うPD(Photo diode)等の光電変換素子を有する画素が出力するアナログの電気信号をAD(Analog to Digital)変換するADC(AD Converter)（AD変換器）を有する。
【０００４】
CMOSイメージセンサのADCとしては、例えば、コンパレータとカウンタとを有し、所定の参照信号と画素が出力する電気信号とを比較することにより、電気信号のAD変換を行う、いわば参照信号比較型のADCがある。
【０００５】
参照信号比較型のADCでは、コンパレータにおいて、ランプ(ramp)信号等の一定の傾きでレベルが変化する参照信号と画素が出力する電気信号とが比較され、カウンタにおいて、参照信号と電気信号とのレベルが一致するまでの、参照信号のレベルの変化に要する時間がカウントされることにより、画素が出力する電気信号がAD変換される。
【０００６】
以上のように、カウンタにおいて、参照信号と電気信号とのレベルが一致するまでの、参照信号のレベルの変化に要する時間をカウントすることにより行われるAD変換は、積分型AD変換とも呼ばれる。
【０００７】
ところで、イメージセンサでは、画素をリセットした直後の電気信号であるリセットレベルのAD変換結果と、リセット後に、画素のPDに蓄積される電荷に対応する電気信号である信号レベルのAD変換結果との差分を求めるCDS(Correlated Double Sampling)が行われ、そのCDSの結果得られる差分が、画素値として出力される。
【０００８】
CDSによれば、画素ごとや、イメージセンサのカラムごとの回路によって異なる（ばらつく）ノイズが抑制され、画質の向上を図ることができる。
【０００９】
しかしながら、イメージセンサにおいて、CDSが行われる場合、例えば、太陽等の高輝度の被写体を撮像したときに、いわゆる太陽黒点が生じ、画質が劣化することがある。
【００１０】
すなわち、イメージセンサにおいて、高輝度の被写体を撮像する場合には、画素のリセット後、すぐに、画素のPDが飽和し、PDから電荷があふれ出すブルーミングが生じる。
【００１１】
ブルーミングが生じると、画素において、FD(Floating Diffusion)に、PDからあふれ出た電荷が蓄積され、画素のリセットレベルが、適切な輝度の被写体を撮像する場合のリセットレベル（以下、通常のリセットレベルともいう）よりも大きく低下し、例えば、PDが飽和しているときの信号レベル（以下、飽和レベルともいう）、又は、飽和レベルに近いレベルになる。
【００１２】
さらに、高輝度の被写体の撮像時には、信号レベルも、飽和レベル、又は、飽和レベルに近いレベルになる。
【００１３】
したがって、高輝度の被写体の撮像時においては、リセットレベルと信号レベルとは、いずれも、（ほぼ）飽和レベルになるため、それらのリセットレベルと信号レベルとの差分を求めるCDSを行うと、そのCDSの結果得られる画素値としての差分は、非常に小さな値になる。
【００１４】
以上のように、高輝度の被写体の撮像時においては、CDSの結果得られる画素値は、小さな値となるため、被写体の輝度の高い部分の画素が、黒く沈むような画像が得られる。この、黒く沈むような画素の部分が、太陽黒点と呼ばれる。
【００１５】
かかる太陽黒点が生じることによる画質の低下を防止する技術として、例えば、特許文献１には、ADCのコンパレータの出力と、カウンタへの入力との間に、カウンタのカウント動作を制御する制御手段を設ける技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開2012-010055号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
最近では、イメージセンサの多画素化とともに、小型化が進み、ADCに、特別な回路を追加することなく、容易に、太陽黒点による画質の低下を防止することができる技術の提案が要請されている。
【００１８】
本技術は、このような状況に鑑みてなされたものであり、容易に、画質の低下を防止することができるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本技術の電子機器、又は、イメージセンサは、レベルが変化する参照信号を出力する参照信号出力部と、光電変換を行う光電変換素子を有し、電気信号を出力する画素から出力される前記電気信号と、前記参照信号出力部から出力される前記参照信号とを比較するコンパレータと、前記電気信号と前記参照信号との比較結果に基づいて、前記電気信号と前記参照信号とが一致するまでの、前記参照信号の変化に要する時間をカウントすることにより得られるカウント値を、前記電気信号のAD(Analog Digital)変換結果として求めるカウンタと、前記コンパレータに与えられている２つの入力信号が一致している旨の比較結果が得られるように、前記コンパレータを設定するオートゼロ処理を、前記画素がリセットされているリセット期間中に完了するように制御するオートゼロ制御部とを備える電子機器、又は、イメージセンサである。
【００２０】
本技術の制御方法は、レベルが変化する参照信号を出力する参照信号出力部と、光電変換を行う光電変換素子を有し、電気信号を出力する画素から出力される前記電気信号と、前記参照信号出力部から出力される前記参照信号とを比較するコンパレータと、前記電気信号と前記参照信号との比較結果に基づいて、前記電気信号と前記参照信号とが一致するまでの、前記参照信号の変化に要する時間をカウントすることにより得られるカウント値を、前記電気信号のAD(Analog Digital)変換結果として求めるカウンタとを備える電子機器の前記コンパレータに与えられている２つの入力信号が一致している旨の比較結果が得られるように、前記コンパレータを設定するオートゼロ処理を、前記画素がリセットされているリセット期間中に完了するように行うステップを含む制御方法である。
【００２１】
以上のような本技術の電子機器、イメージセンサ、及び、制御方法においては、コンパレータにおいて、光電変換を行う光電変換素子を有し、電気信号を出力する画素から出力される前記電気信号と、前記参照信号出力部から出力される、レベルが変化する前記参照信号とが比較され、前記電気信号と前記参照信号との比較結果に基づいて、前記電気信号と前記参照信号とが一致するまでの、前記参照信号の変化に要する時間をカウントすることにより得られるカウント値が、前記電気信号のAD変換結果として求められる。この場合において、前記コンパレータに与えられている２つの入力信号が一致している旨の比較結果が得られるように、前記コンパレータを設定するオートゼロ処理が、前記画素がリセットされているリセット期間中に完了するように行われる。
【００２２】
なお、イメージセンサは、独立した装置であっても良いし、１つの装置を構成している内部ブロックであっても良い。
【発明の効果】
【００２３】
本技術によれば、容易に、画質の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本技術を適用したディジタルカメラの一実施の形態の構成例を示すブロック図である。
【図２】イメージセンサ２の構成例を示すブロック図である。
【図３】画素１１ｍ，ｎの構成例を示す回路図である。
【図４】ADC３１ｎの構成例を示すブロック図である。
【図５】コンパレータ６１ｎの構成例を示す回路図である。
【図６】信号線電圧と参照信号との例を示す波形図である。
【図７】極めて高輝度の被写体が撮像される場合の信号線電圧と参照信号電圧との例を示す波形図である。
【図８】信号線電圧がクランプされる場合の信号線電圧と参照信号電圧との例を示す波形図である。
【図９】弱光量太陽黒点が生じる場合の信号線電圧と参照信号電圧との例を示す波形図である。
【図１０】黒点回避モードのイメージセンサ２の信号線電圧と参照信号電圧との例を示す波形図である。
【図１１】オートゼロモードが黒点回避モードである場合の、信号線電圧と参照信号との位置関係の例を示す波形図である。
【図１２】黒点回避モードで行われるP相オフセットを説明する図である。
【図１３】通常モードの開始オフセットのオフセット量を、センサゲインに基づいて設定する場合の、信号線電圧と参照信号電圧との例を示す波形図である。
【図１４】黒点回避モードのP相オフセットのオフセット量を、センサゲインに基づいて設定する場合の、信号線電圧と参照信号電圧との例を示す波形図である。
【図１５】センサゲインに基づいて設定されるP相の長さを説明する図である。
【図１６】センサゲインに基づいて設定されるP相オフセット量とP相の長さを説明する図である。
【図１７】P相クロス点が、P相スロープの中心付近の位置になるように、P相オフセット量を調整する場合の、信号線電圧と参照信号電圧との例を示す波形図である。
【図１８】P相オフセット量の調整の処理を説明するフローチャートである。
【図１９】黒点回避モードにおいて、P相の長さを短縮する調整を行う場合の、信号線電圧と参照信号電圧との例を示す波形図である。
【図２０】P相オフセット量の調整と、P相の長さの短縮の処理を説明するフローチャートである。
【図２１】P相オフセット量の調整と、P相の長さの短縮とを、交互に繰り返し行う場合の、信号線電圧と参照信号電圧との例を示す波形図である。
【図２２】P相オフセット量の調整と、P相の長さの短縮とを繰り返し行う処理を説明するフローチャートである。
【図２３】オートゼロモードが通常モードである場合と黒点回避モードである場合とのそれぞれの場合の参照信号の例を示す波形図である。
【図２４】オートゼロモードの具体的な選択の方法の例を説明するための参照信号の例を示す波形図である。
【図２５】オートゼロモードの選択の処理を説明するフローチャートである。
【図２６】本技術を適用したコンピュータの一実施の形態の構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
［本技術を適用したディジタルカメラの一実施の形態］
【００２６】
図１は、本技術を適用したディジタルカメラの一実施の形態の構成例を示すブロック図である。
【００２７】
なお、ディジタルカメラは、静止画、及び、動画のいずれも撮像することができる。
【００２８】
図１において、ディジタルカメラは、光学系１、イメージセンサ２、メモリ３、信号処理部４、出力部５、及び、制御部６を有する。
【００２９】
光学系１は、例えば、図示せぬズームレンズや、フォーカスレンズ、絞り等を有し、外部からの光を、イメージセンサ２に入射させる。
【００３０】
イメージセンサ２は、例えば、CMOSイメージセンサであり、光学系１からの入射光を受光し、光電変換を行って、光学系１からの入射光に対応する画像データを出力する。
【００３１】
メモリ３は、イメージセンサ２が出力する画像データを一時記憶する。
【００３２】
信号処理部４は、メモリ３に記憶された画像データを用いた信号処理としての、例えば、ノイズの除去や、ホワイトバランスの調整等の処理を行い、出力部５に供給する。
【００３３】
出力部５は、信号処理部４からの画像データを出力する。
【００３４】
すなわち、出力部５は、例えば、液晶等で構成されるディスプレイ（図示せず）を有し、信号処理部４からの画像データに対応する画像を、いわゆるスルー画として表示する。
【００３５】
また、出力部５は、例えば、半導体メモリや、磁気ディスク、光ディスク等の記録媒体を駆動するドライバ（図示せず）を有し、信号処理部４からの画像データを記録媒体に記録する。
【００３６】
制御部６は、ユーザの操作等に従い、ディジタルカメラを構成する各ブロックを制御する。
【００３７】
以上のように構成されるディジタルカメラでは、イメージセンサ２が、光学系１からの入射光を受光し、その入射光に応じて、画像データを出力する。
【００３８】
イメージセンサ２が出力する画像データは、メモリ３に供給されて記憶される。メモリ３に記憶された画像データについては、信号処理部４による信号処理が施され、その結果得られる画像データは、出力部５に供給されて出力される。
【００３９】
［イメージセンサ２の構成例］
【００４０】
図２は、図１のイメージセンサ２の構成例を示すブロック図である。
【００４１】
図２において、イメージセンサ２は、画素アレイ１０、制御部２０、画素駆動部２１、列並列AD変換部２２、及び、出力部２３を有する。
【００４２】
画素アレイ１０は、撮像を行う撮像素子としての、M×N個（M及びNは、1以上の整数）の画素１１１，１，１１１，２，・・・，１１１，Ｎ，１１２，１，１１２，２，・・・，１１２，Ｎ，・・・，１１Ｍ，１，１１Ｍ，２，・・・，１１Ｍ，Ｎを有する。
【００４３】
M×N個の画素１１１，１ないし１１Ｍ，Ｎは、２次元平面上に、M行N列の行列（格子）状に配置されている。
【００４４】
画素アレイ１０の、（上から）m行目（m＝1,2,・・・,M）の行方向（横方向）に並ぶN個の画素１１ｍ，１ないし１１ｍ，Ｎには、行方向に延びる画素制御線４１ｍが接続されている。
【００４５】
また、（左から）n列目（n＝1,2,・・・,N）の列方向（縦方向）に並ぶM個の画素１１１，ｎないし１１Ｍ，ｎには、列方向に延びる垂直信号線４２ｎが接続されている。
【００４６】
画素１１ｍ，ｎは、そこに入射する光（入射光）の光電変換を行う。さらに、画素１１ｍ，ｎは、光電変換によって得られる電荷に対応する電圧（電気信号）を、画素駆動部２１からの、画素制御線４１ｍを介しての制御に従い、電流源４３ｎが接続された垂直信号線４２ｎ上に出力する。
【００４７】
なお、画素１１ｍ，ｎは、例えば、ベイヤ配列等の色フィルタ（図示せず）を介して入射する所定の色の光の光電変換を行うことができる。
【００４８】
制御部２０は、画素駆動部２１や、列並列AD変換部２２（を構成するオートゼロ制御部３２や、参照信号出力部３３等）、その他の必要なブロックを、所定のロジック等に従って制御する。
【００４９】
画素駆動部２１は、制御部２０の制御に従い、画素制御線４１ｍを介して、その画素制御線４１ｍに接続されている画素１１ｍ，１ないし１１ｍ，Ｎを制御（駆動）する。
【００５０】
列並列AD変換部２２は、一行に並ぶ画素１１ｍ，１ないし１１ｍ，Ｎそれぞれと、垂直信号線４２１ないし４２Ｎを介して接続されており、したがって、画素１１ｍ，ｎが垂直信号線４２ｎ上に出力する電圧（以下、信号線電圧ともいう）は、列並列AD変換部２２に供給される。
【００５１】
列並列AD変換部２２は、一行に並ぶ画素１１ｍ，１ないし１１ｍ，Ｎそれぞれから、垂直信号線４２１ないし４２Ｎを介して供給される信号線電圧のAD変換を、並列で行い、その結果得られるディジタルデータを、画素１１ｍ，１ないし１１ｍ，Ｎの画素値（画素データ）として、出力部２３に供給する。
【００５２】
ここで、列並列AD変換部２２は、一行に並ぶN個の画素１１ｍ，１ないし１１ｍ，Ｎすべての電気信号のAD変換を、並列で行う他、そのN個の画素１１ｍ，１ないし１１ｍ，Ｎのうちの、N個未満の1個以上の画素の電気信号のAD変換を、並列で行うことができる。
【００５３】
但し、以下では、説明を簡単にするため、列並列AD変換部２２は、一行に並ぶN個の画素１１ｍ，１ないし１１ｍ，Ｎすべての信号線電圧のAD変換を、並列で行うこととする。
【００５４】
列並列AD変換部２２は、一行に並ぶN個の画素１１ｍ，１ないし１１ｍ，Ｎすべての信号線電圧のAD変換を、並列で行うために、N個のADC(Analog to Digital Converter)３１１ないし３１Ｎを有する。
【００５５】
さらに、列並列AD変換部２２は、オートゼロ制御部３２、参照信号出力部３３、及び、クロック出力部３４を有する。
【００５６】
オートゼロ制御部３２は、ADC３１ｎが有する、後述するコンパレータ６１ｎのオートゼロ処理を制御するための信号であるオートゼロパルスを、オートゼロ制御線３２Ａを介して、ADC３１１ないし３１Ｎに供給（出力）する。
【００５７】
参照信号出力部３３は、例えば、ランプ(ramp)信号のような一定の傾きで、所定の初期値から所定の最終値までレベルが変化する期間を有する参照信号を、参照信号線３３Ａを介して、ADC３１１ないし３１Ｎに供給（出力）する。
【００５８】
クロック出力部３４は、所定の周波数のクロックを、クロック線３４Ａを介して、ADC３１１ないし３１Ｎに供給（出力）する。
【００５９】
ADC３１ｎは、垂直信号線４１ｎに接続されており、したがって、ADC３１ｎには、画素１１ｍ，ｎが垂直信号線４１ｎ上に出力する信号線電圧（電気信号）が供給される。
【００６０】
ADC３１ｎは、画素１１ｍ，ｎが出力する信号線電圧のAD変換を、参照信号出力部３３からの参照信号、及び、クロック出力部３４からのクロックを用いて行い、さらに、CDSを行って、画素値としてのディジタルデータを求める。
【００６１】
ここで、ADC３１ｎは、画素１１ｍ，ｎの信号線電圧と、参照信号出力部３３からの参照信号とを比較し、画素１１ｍ，ｎの信号線電圧と参照信号とのレベルが一致するまでの（信号線電圧と参照信号との大小関係が逆転するまでの）、参照信号のレベルの変化に要する時間をカウントすることにより、画素１１ｍ，ｎの信号線電圧のAD変換を行う。
【００６２】
ADC３１ｎにおいて、画素１１ｍ，ｎの信号線電圧と参照信号とのレベルが一致するまでの、参照信号のレベルの変化に要する時間のカウントは、クロック出力部３４からのクロックをカウントすることにより行われる。
【００６３】
また、N個のADC３１１ないし３１Ｎには、画素アレイ１０の第1行ないし第M行の各行のN個の画素１１ｍ，１ないし１１ｍ，Ｎの信号線電圧が、例えば、第1行から順次供給され、その信号線電圧のAD変換、及び、CDSが、行単位で行われる。
【００６４】
出力部２３は、画素値を読み出す列nを選択し、その列nのADC３１ｎから、そのADC３１ｎで求められた画素１１ｍ，ｎの画素値を読み出し、外部（本実施の形態では、メモリ３（図１））に出力する。
【００６５】
なお、ここでは、ADC３１ｎにおいて、AD変換の他、CDSを行うこととしたが、ADC３１ｎでは、AD変換のみを行い、CDSは、出力部２３で行うことが可能である。
【００６６】
［画素１１ｍ，ｎの構成例］
【００６７】
図３は、図２の画素１１ｍ，ｎの構成例を示す回路図である。
【００６８】
図３において、画素１１ｍ，ｎは、PD５１、並びに、４個のNMOS(negative channel MOS)のFET(Field Effect Transistor)，５２，５４，５５、及び、５６を有する。
【００６９】
また、画素１１ｍ，ｎにおいては、FET５２のドレイン、FET５４のソース、及び、FET５５のゲートが接続されており、その接続点には、電荷を電圧に変換するためのFD(Floating Diffusion)（容量）５３が形成されている。
【００７０】
PD５１は、光電変換を行う光電変換素子の一例であり、入射光を受光して、その入射光に対応する電荷を蓄積することにより、光電変換を行う。
【００７１】
PD５１のアノードはグランド(ground)に接続され（接地され）、PD５１のカソードは、FET５２のソースに接続されている。
【００７２】
FET５２は、PD５１に蓄積された電荷を、PD５１からFD５３に転送するためのFETであり、以下、転送Tr５２ともいう。
【００７３】
転送Tr５２のソースは、PD５１のカソードに接続され、転送Tr５２のドレインは、FD５３を介して、FET５４のソースに接続されている。
【００７４】
また、転送Tr５２のゲートは、画素制御線４１ｍに接続されており、転送Tr５２のゲートには、画素制御線４１ｍを介して、転送パルスTRGが供給される。
【００７５】
ここで、画素駆動部２１（図２）が、画素制御線４１ｍを介して、画素１１ｍ，ｎを駆動（制御）するために、画素制御線４１ｍに流す制御信号には、転送パルスTRGの他、後述するリセットパルスRST、及び、選択パルスSELがある。
【００７６】
FD５３は、転送Tr５２のドレイン、FET５４のソース、及び、FET５５のゲートの接続点に形成された、コンデンサの如く電荷を電圧に変換する領域である。
【００７７】
FET５４は、FD５３に蓄積された電荷（電圧（電位））をリセットするためのFETであり、以下、リセットTr５４ともいう。
【００７８】
リセットTr５４のドレインは、電源Vddに接続されている。
【００７９】
また、リセットTr５４のゲートは、画素制御線４１ｍに接続されており、リセットTr５４のゲートには、画素制御線４１ｍを介して、リセットパルスRSTが供給される。
【００８０】
FET５５は、FD５３の電圧を増幅するためのFETであり、以下、増幅Tr５５ともいう。
【００８１】
増幅Tr５５のゲートは、FD５３に接続され、増幅Tr５５のドレインは、電源Vddに接続されている。また、増幅Tr５５のソースは、FET５６のドレインに接続されている。
【００８２】
FET５６は、垂直信号線４２ｎへの電気信号（電圧）の出力を選択するためのFETであり、以下、選択Tr５６ともいう。
【００８３】
選択Tr５６のソースは、垂直信号線４２ｎに接続されている。
【００８４】
また、選択Tr５６のゲートは、画素制御線４１ｍに接続されており、選択Tr５６のゲートには、画素制御線４１ｍを介して、選択パルスSELが供給される。
【００８５】
ここで、増幅Tr５５、選択Tr５６、及び、選択Tr５６のソースに接続されている垂直信号線４２ｎに接続されている電流源４３ｎ（図２）によって、ソースフォロアの回路が構成されており、したがって、FD５３は、ソースフォロアの回路を介して、垂直信号線４２ｎに接続されている。
【００８６】
なお、画素１１ｍ，ｎは、選択Tr５６なしで構成することができる。
【００８７】
また、画素１１ｍ，ｎの構成としては、FD５３ないし選択Tr５６を、複数のPD５１及び転送Tr５２で共有する共有画素の構成を採用することができる。
【００８８】
以上のように構成される画素１１ｍ，ｎでは、PD５１は、そこに入射する光を受光し、光電変換を行うことにより、受光した入射光の光量に応じた電荷の蓄積を開始する。なお、ここでは、説明を簡単にするために、選択パルスSELはHレベルになっており、選択Tr５６はオン状態であることとする。
【００８９】
PD５１での電荷の蓄積が開始されてから、所定の時間（露光時間）が経過すると、画素駆動部２１（図２）は、転送パルスTRGを、一時的に、（L(Low)レベルから）H(High)レベルにする。
【００９０】
転送パルスTRGが一時的にHレベルになることにより、転送Tr５２は、一時的に、オン状態になる。
【００９１】
転送Tr５２がオン状態になると、PD５１に蓄積された電荷は、転送Tr５２を介して、FD５３に転送されて蓄積される。
【００９２】
画素駆動部２１は、転送パルスTRGを一時的にHレベルにする前に、リセットパルスRSTを、一時的に、Hレベルにし、これにより、リセットTr５４を、一時的に、オン状態にする。
【００９３】
リセットTr５４がオン状態になることにより、FD５３は、リセットTr５４を介して、電源Vddに接続され、FD５３にある電荷は、リセットTr５４を介して、電源Vddに掃き出されてリセットされる。
【００９４】
ここで、以上のように、FD５３が、電源Vddに接続され、FD５３にある電荷がリセットされることが、画素１１ｍ，ｎのリセットである。
【００９５】
FD５３の電荷のリセット後、画素駆動部２１は、上述のように、転送パルスTRGを、一時的に、Hレベルにし、これにより、転送Tr５２は、一時的に、オン状態になる。
【００９６】
転送Tr５２がオン状態になることにより、PD５１に蓄積された電荷は、転送Tr５２を介して、リセット後のFD５３に転送されて蓄積される。
【００９７】
FD５３に蓄積された電荷に対応する電圧（電位）は、増幅Tr５５及び選択Tr５６を介して、信号線電圧として、垂直信号線４２ｎ上に出力される。
【００９８】
垂直信号線４２ｎに接続されているADC３１ｎ（図２）では、画素１１ｍ，ｎのリセットが行われた直後の信号線電圧であるリセットレベルがAD変換される。
【００９９】
さらに、ADC３１ｎでは、転送Tr５２が一時的にオン状態になった後の信号線電圧（PD５１に蓄積され、FD５３に転送された電荷に対応する電圧）である信号レベル（リセットレベルと、画素値となるレベルとを含む）がAD変換される。
【０１００】
そして、ADC３１ｎでは、リセットレベルのAD変換結果（以下、リセットレベルAD値ともいう）と、信号レベルのAD変換結果（以下、信号レベルAD値ともいう）との差分を、画素値として求めるCDSが行われる。
【０１０１】
［ADC３１ｎの構成例］
【０１０２】
図４は、図２のADC３１ｎの構成例を示すブロック図である。
【０１０３】
ADC３１ｎは、コンパレータ６１ｎ、及び、カウンタ６２ｎを有し、参照信号比較型のAD変換、及び、CDSを行う。
【０１０４】
コンパレータ６１ｎの２つの入力端子のうちの一方の入力端子としての反転入力端子(-)には、参照信号出力部３３からの参照信号、及び、画素１１ｍ，ｎの信号線電圧（リセットレベル、信号レベル）のうちの一方である、例えば、参照信号が供給される。コンパレータ６１ｎの２つの入力端子のうちの他方の入力端子としての非反転入力端子(+)には、参照信号出力部３３からの参照信号、及び、画素１１ｍ，ｎの信号線電圧のうちの他方である、例えば、信号線電圧が供給される。
【０１０５】
コンパレータ６１ｎは、反転入力端子に供給される参照信号と、非反転入力端子に供給される信号線電圧とを比較し、その比較結果を出力する。
【０１０６】
すなわち、コンパレータ６１ｎは、反転入力端子に供給される参照信号が、非反転入力端子に供給される信号線電圧よりも大である場合、H及びLレベルのうちの一方である、例えば、Hレベルを出力する。
【０１０７】
また、コンパレータ６１ｎは、非反転入力端子に供給される信号線電圧が、反転入力端子に供給される参照信号の電圧よりも大である場合、H及びLレベルのうちの他方であるLレベルを出力する。
【０１０８】
なお、コンパレータ６１ｎには、オートゼロ制御部３２から、オートゼロ制御線３２Ａを介して、オートゼロパルスが供給される。コンパレータ６１ｎでは、オートゼロ制御部３２からのオートゼロパルスに従って、オートゼロ処理が行われる。
【０１０９】
ここで、オートゼロ処理では、コンパレータ６１ｎにおいて、そのコンパレータ６１ｎに現に与えられている２つの入力信号、すなわち、コンパレータ６１ｎの反転入力端子に現に供給されている信号と、非反転入力端子に現に供給されている信号とが一致している旨の比較結果が得られるように、コンパレータ６１ｎが設定される。
【０１１０】
カウンタ６２ｎには、コンパレータ６１ｎの出力と、クロック出力部３４からのクロックとが供給される。
【０１１１】
カウンタ６２ｎは、参照信号出力部３３からコンパレータ６１ｎに供給される参照信号（のレベル）が変化を開始するタイミングで、クロック出力部３４からのクロックのカウントを開始し、コンパレータ６１ｎの出力が、例えば、HレベルからLレベルになると、すなわち、コンパレータ６１ｎの反転入力端子に供給される参照信号と、非反転入力端子に供給される信号線電圧とのレベルが等しくなると（正確には、参照信号と信号線電圧との大小関係が逆転すると）、クロック出力部３４からのクロックのカウントを終了する。
【０１１２】
そして、カウンタ６２ｎは、クロックのカウント値を、コンパレータ６１ｎの非反転入力端子に供給される信号線電圧のAD変換結果として出力する。
【０１１３】
ここで、参照信号出力部３３は、参照信号として、例えば、所定の初期値から所定の最終値まで、一定の割合で小さくなっていくスロープ（スロープ状の波形）を有する信号を出力する。
【０１１４】
この場合、カウンタ６２ｎでは、スロープの開始から、参照信号が、コンパレータ６１ｎの非反転入力端子に供給される信号線電圧に変化するまでの時間がカウントされ、そのカウントにより得られるカウント値が、コンパレータ６１ｎの非反転入力端子に供給される信号線電圧のAD変換結果とされる。
【０１１５】
ADC３１ｎは、画素１１ｍ，ｎからコンパレータ６１ｎの非反転入力端子に供給される信号線電圧としてのリセットレベル、及び、信号レベルのAD変換結果を得る。そして、ADC３１ｎは、信号レベルのAD変換結果（信号レベルAD値）と、リセットレベルのAD変換結果（リセットレベルAD値）との差分を求めるCDSを行い、その結果得られる差分を、画素１１ｍ，ｎの画素値として出力する。
【０１１６】
なお、ADC３１ｎにおいて、CDSは、信号レベルAD値とリセットレベルAD値との差分を求める演算を実際に行うことにより行う他、例えば、カウンタ６２ｎでのクロックのカウントを制御することにより行うことができる。
【０１１７】
すなわち、カウンタ６２ｎにおいて、リセットレベルについては、例えば、カウント値を、１ずつデクリメントしながら、クロックをカウントし、信号レベルについては、リセットレベルについてのクロックのカウント値を初期値として、カウント値を、リセットレベルの場合とは逆に、１ずつインクリメントしながら、クロックをカウントすることにより、リセットレベル、及び、信号レベルのAD変換を行いつつ、信号レベル（のAD変換結果）とリセットレベル（のAD変換結果）との差分を求めるCDSを行うことができる。
【０１１８】
また、本実施の形態では、参照信号として、一定の割合で小さくなっていくスロープを有するランプ信号を採用するが、参照信号としては、その他、例えば、一定の割合で大きくなっていくスロープを有するランプ信号等を採用することができる。
【０１１９】
［コンパレータ６１ｎの構成例］
【０１２０】
図５は、図４のコンパレータ６１ｎの構成例を示す回路図である。
【０１２１】
図５において、コンパレータ６１ｎは、FET７１，FET７２，FET７３，FET７４，FET７５，FET７６、コンデンサ７７、コンデンサ７８、及び、電流源７９を有する。
【０１２２】
FET７１、及び、FET７２は、NMOS(Negative Channel MOS)のFETであり、それぞれのソースどうしが接続されている。さらに、FET７１及びFET７２のソースどうしの接続点は、一端が接地されている電流源７９の他端に接続されている。FET７１及びFET７２は、いわゆる差動対を構成している。
【０１２３】
FET７１のゲートは、コンデンサ７７を介して、コンパレータ６１ｎの反転入力端子IN1に接続され、FET７２のゲートは、コンデンサ７８を介して、コンパレータ６１ｎの非反転入力端子IN2に接続されている。
【０１２４】
コンパレータ６１ｎは、以上のように、FET７１、及び、FET７２で構成される差動対を入力段に有する。
【０１２５】
FET７３及びFET７４は、PMOS(Positive Channel MOS)のFETであり、それぞれのゲートどうしが接続されている。
【０１２６】
また、FET７３及びFET７４のソースは、電源Vddに接続され、FET７３及びFET７４のゲートどうしの接続点は、FET７３のドレインに接続されており、したがって、FET７３及びFET７４は、カレントミラーを構成している。
【０１２７】
カレントミラーを構成するFET７３及びFET７４のうちの、FET７３のドレインは、FET７１のドレインに接続され、FET７４のドレインは、FET７２のドレインに接続されている。
【０１２８】
そして、FET７２及びFET７４のドレインどうしの接続点は、コンパレータ６１ｎの出力端子OUTnに接続されている。
【０１２９】
なお、FET７２及びFET７４のドレインどうしの接続点と、出力端子OUTnとの間には、コンパレータ６１ｎから所望の出力を行うためのアンプ（バッファ）等の回路が設けられるが、ここでは、その回路の図示は、省略してある。
【０１３０】
FET７５及びFET７６は、PMOSのFETであり、FET７５のドレインは、FET７１のドレインに接続され、FET７５のソースは、FET７１のゲートに接続されている。また、FET７５のゲートは、オートゼロ制御線３２Ａに接続されており、したがって、FET７５のゲートには、オートゼロパルスが供給される。
【０１３１】
FET７６のドレインは、FET７２のドレインに接続され、FET７６のソースは、FET７２のゲートに接続されている。また、FET７６のゲートは、オートゼロ制御線３２Ａに接続されており、したがって、FET７６のゲートには、オートゼロパルスが供給される。
【０１３２】
コンデンサ７７の一端は、FET７１のゲートとFET７５のソースとの接続点に接続され、コンデンサ７７の他端は、反転入力端子IN1に接続されている。
【０１３３】
コンデンサ７８の一端は、FET７２のゲートとFET７６のソースとの接続点に接続され、コンデンサ７８の他端は、非反転入力端子IN2に接続されている。
【０１３４】
以上のように構成されるコンパレータ６１ｎでは、FET７１（のドレインからソース）には、FET７１のゲート電圧に対応する電流i1が流れ、FET７２（のドレインからソース）には、FET７２のゲート電圧に対応する電流i2が流れる。
【０１３５】
また、カレントミラーを構成するFET７３及びFET７４（のドレインからソース）には、同一の電流が流れる（FET７４には、FET７３に流れるのと同一の電流が流れる）。
【０１３６】
したがって、反転入力端子IN1からコンデンサ７７を介してFET７１のゲートに印加される電圧（FET７１のゲート電圧）が、非反転入力端子IN2からコンデンサ７８を介してFET７２のゲートに印加される電圧（FET７２のゲート電圧）よりも大である場合には、FET７１に流れる電流i1が、FET７２に流れる電流i2よりも大になる。
【０１３７】
この場合、電源Vddから、FET７４を介して流れる電流の一部である電流i3（＝i1−i2）が、出力端子OUT側に流れるので、出力端子OUTは、Hレベルになる。
【０１３８】
一方、非反転入力端子IN2からコンデンサ７８を介してFET７２のゲートに印加される電圧（FET７２のゲート電圧）が、反転入力端子IN1からコンデンサ７７を介してFET７１のゲートに印加される電圧（FET７１のゲート電圧）よりも大である場合には、FET７２に流れる電流i2が、FET７１に流れる電流i1よりも大になる。
【０１３９】
この場合、出力端子OUT側からFET７２に、電流i3が流れ込む（引き込まれる）ので、出力端子OUTは、Lレベルになる。
【０１４０】
FET７５及び７６のゲートには、オートゼロパルスが供給される。
【０１４１】
オートゼロパルスは、一時的に、HレベルからLレベルになるパルスであり、したがって、オートゼロパルスによれば、FET７５及び７６は、一時的に、オン状態になる。
【０１４２】
FET７５及び７６がオン状態になると、FET７１のゲートとドレインとが接続されるとともに、FET７２のゲートとドレインとが接続され、FET７１及び７２のゲート電圧は、同一になる。
【０１４３】
したがって、オートゼロパルスがLレベルになったとき、反転入力端子IN1からコンデンサ７７を介してFET７１のゲートに印加される電圧（FET７１のゲート電圧）と、非反転入力端子IN2からコンデンサ７８を介してFET７２のゲートに印加される電圧（FET７２のゲート電圧）とが一致するように、コンデンサ７７及び７８には、電荷が蓄積される。
【０１４４】
そして、オートゼロパルスがHレベルになると、FET７１のゲートとドレインとの接続が切断されるとともに、FET７２のゲートとドレインとの接続が切断される。そして、コンデンサ７７及び７８では、オートゼロパルスがLレベルになったときに蓄積された電荷が維持される。
【０１４５】
その結果、コンパレータ６１ｎは、オートゼロパルスがLレベルになっていたときに（オートゼロパルスが立ち上がるときに）コンパレータ６１ｎに与えられていた２つの入力信号、すなわち、コンパレータ６１ｎの反転入力端子に供給されている信号と、非反転入力端子に供給されている信号とが一致している旨の比較結果が得られるように設定される。
【０１４６】
以上のようなコンパレータ６１ｎの設定が行われるのが、オートゼロ処理である。
【０１４７】
オートゼロ処理によれば、コンパレータ６１ｎにおいて、オートゼロ処理時に、コンパレータ６１ｎの反転入力端子に与えられていた電圧と、非反転入力端子に与えられていた電圧とが一致しているということを基準として、反転入力端子に与えられる電圧と、非反転入力端子に与えられる電圧との大小関係を判定することができる。
【０１４８】
［通常モード］
【０１４９】
図６は、オートゼロモードが通常モードである場合の、イメージセンサ２（図２）の動作を説明する図である。
【０１５０】
ここで、図２のイメージセンサ２では、ADC３１ｎが有するコンパレータ６１ｎ（図５）のオートゼロ処理を行うモード（オートゼロモード）として、通常モードと黒点回避モードとがある。
【０１５１】
そこで、まず、オートゼロモードが通常モードである場合の、イメージセンサ２の動作を説明する。
【０１５２】
図６は、イメージセンサ２において、画素１１ｍ，ｎから、垂直信号線４２ｎを介して、ADC３１ｎのコンパレータ６１ｎの非反転入力端子(+)に供給される電気信号である信号線電圧と、参照信号出力部３２から、参照信号線３３Ａを介して、ADC３１ｎのコンパレータ６１ｎの反転入力端子(-)に供給される参照信号の電圧（参照信号電圧）との例を示す波形図である。
【０１５３】
なお、図６では、信号線電圧、及び、参照信号電圧とともに、転送Tr５２（図３）（のゲート）に与えられる転送パルスTRG、リセットTr５４に与えられるリセットパルスRST、並びに、オートゼロ制御部３２からコンパレータ６１ｎ（図５）のFET７５及び７６に与えられるオートゼロパルスを図示してある。
【０１５４】
また、図６において、信号線電圧は、（垂直信号線４２ｎ上の電圧そのものではなく、）コンパレータ６１ｎ（図５）のFET７１のゲートに印加される電圧を示しており、参照信号電圧は、（参照信号線３４Ａ上の電圧そのものではなく、）コンパレータ６１ｎのFET７２のゲートに印加される電圧を示している。後述する図においても、同様である。
【０１５５】
イメージセンサ２では、リセットパルスRSTが一時的にHレベルにされ、これにより、画素１１ｍ，ｎがリセットされる。
【０１５６】
画素１１ｍ，ｎのリセットでは、図３で説明したように、FD５３が、リセットTr５４を介して、電源Vddに接続され、FD５３にある電荷がリセットされるため、画素１１ｍ，ｎが出力する信号線電圧、すなわち、画素１１ｍ，ｎにおいて、FD５３から、増幅Tr５５及び選択Tr５６を介して、垂直信号線４２ｎ上に出力される電圧は上昇し、時刻t1において、電源Vddに対応する電圧となる。
【０１５７】
信号線電圧は、FD５３が電源Vddに接続されている間、電源Vddに対応する電圧を維持し、その後、時刻t2において、リセットパルスRSTがLレベルになると、画素１１ｍ，ｎ内での多少の電荷の移動によって、FD５３に、僅かな電荷が入り込み、その結果、信号線電圧は、僅かに降下する。
【０１５８】
図６では、リセットパルスRSTがLレベルになった時刻t2から、その後の時刻t3にかけて、画素１１ｍ，ｎ内で生じる電荷の移動によって、信号線電圧が、僅かに降下している。
【０１５９】
ここで、以上のように、画素１１ｍ，ｎのリセット後に生じる信号線電圧の降下を、以下、リセットフィードスルーともいう。
【０１６０】
通常モードでは、画素１１ｍ，ｎのリセット後（又は、リセット中）に、オートゼロ制御部３２において、オートゼロパルスがLレベルにされ、これにより、コンパレータ６１ｎ（図４）のオートゼロ処理が開始される。
【０１６１】
図６では、リセットフィードスルーが生じた後の時刻t4に、オートゼロパルスがHレベルからLレベルにされ、コンパレータ６１ｎのオードゼロ処理が開始している。そして、その後、時刻t5において、オートゼロパルスがLレベルからHレベルにされることにより、コンパレータ６１ｎのオートゼロ処理が終了（完了）している。
【０１６２】
かかるオートゼロ処理によれば、オートゼロパルスの立ち上がりエッジのタイミングである時刻t5に、コンパレータ６１ｎに与えられている信号線電圧と参照信号とが一致しているということを基準として、信号線電圧と参照信号との大小関係を判定（比較）することができるように、コンパレータ６１ｎが設定される。
【０１６３】
通常モードでは、図６に示すように、オートゼロ処理は、画素１１ｍ，ｎのリセット後に完了するように行われる。
【０１６４】
したがって、通常モードでは、（一般に、）画素１１ｍ，ｎのリセット中の信号線電圧から、リセットフィードスルーだけ下降した電圧と参照信号とが一致しているということを基準として、信号線電圧と参照信号との大小関係を判定することができるように、コンパレータ６１ｎが設定される。
【０１６５】
その結果、通常モードでは、参照信号（の波形）が、（一般に、）画素１１ｍ，ｎのリセット中の信号線電圧から、リセットフィードスルーだけ下降した電圧を、いわば基準とする位置に配置される。
【０１６６】
参照信号出力部３３（図４）は、オートゼロ処理が完了（終了）した後の時刻t6に、参照信号を、所定の電圧だけ上昇させる。
【０１６７】
ここで、通常モードにおいて、オートゼロ処理が終了した後の時刻t6に、参照信号を、所定の電圧だけ上昇させることを、以下、開始オフセットともいう。
【０１６８】
また、参照信号出力部３３は、信号線電圧のAD変換のために、参照信号電圧を、一定の割合で小さくしていくが、この、参照信号電圧が、一定の割合で小さくなっていく参照信号の部分を、スロープともいう。
【０１６９】
通常モードでは、参照信号出力部３３は、時刻t6において、参照信号を、スロープの方向（参照信号電圧が変化していく方向）とは逆方向に、所定の電圧だけオフセットさせる開始オフセットを行う。
【０１７０】
その後、参照信号出力部３３は、時刻t7から時刻t9までの期間、参照信号電圧を、一定の割合で小さくしていく（下降させていく）。
【０１７１】
したがって、時刻t7から時刻t9までの期間の参照信号は、スロープを形成している。
【０１７２】
時刻t7から時刻t9までの期間の参照信号のスロープは、信号線電圧のうちのリセットレベル（画素１１ｍ，ｎのリセット直後の信号線電圧（画素１１ｍ，ｎがリセットされ、リセットフィードスルーによる電圧の降下が生じた後の信号線電圧））をAD変換するためのスロープであり、以下、このスロープの期間（時刻t7から時刻t9までの期間）を、P(Preset)相ともいう。また、P相のスロープを、P相スロープともいう。
【０１７３】
ここで、コンパレータ６１ｎは、画素１１ｍ，ｎのリセット後のオートゼロ処理によって、そのオートゼロ処理時の信号線電圧と参照信号とが一致するように設定されるので、オートゼロ処理が終了した後の時刻t6に、参照信号が、所定の電圧だけ上昇されることにより、参照信号電圧は、信号線電圧（リセットレベル）より大になる。したがって、コンパレータ６１ｎは、P相の開始時刻t7では、参照信号が、信号線電圧より大である旨の比較結果を出力する。
【０１７４】
ADC３１ｎ（図４）のカウンタ６２ｎは、P相スロープの開始時刻t7から、クロックのカウントを開始する。
【０１７５】
P相において、参照信号電圧は小さくなっていっており、図６では、P相の時刻t8において、参照信号とリセットレベルとしての信号線電圧とが一致し、参照信号とリセットレベルとの大小関係が、P相の開始時から逆転する。
【０１７６】
その結果、コンパレータ６１ｎが出力する比較結果は、P相の開始時から逆転し、コンパレータ６１ｎは、リセットレベルとしての信号線電圧が、参照信号よりも大である旨の比較結果の出力を開始する。
【０１７７】
コンパレータ６１ｎが出力する比較結果が逆転すると、ADC３１ｎ（図４）のカウンタ６２ｎは、クロックのカウントを終了し、そのときのカウンタ６２ｎのカウント値が、リセットレベルのAD変換結果（リセットレベルAD値）となる。
【０１７８】
ここで、P相において、コンパレータ６１ｎが出力する比較結果が逆転する場合には、図６に示すように、リセットレベルとしての信号線電圧と、参照信号（電圧）とがクロスする。
【０１７９】
したがって、P相において、リセットレベルとしての信号線電圧と、参照信号（P相スロープ）とがクロスする場合には、コンパレータ６１ｎが出力する比較結果が逆転し、リセットレベルのAD変換結果（リセットレベルAD値）を得ることができる。
【０１８０】
一方、P相において、リセットレベルとしての信号線電圧と、参照信号（P相スロープ）とがクロスしない場合には、コンパレータ６１ｎが出力する比較結果が逆転せず、リセットレベルのAD変換結果（リセットレベルAD値）を得ることができない。
【０１８１】
P相の終了後、イメージセンサ２では、時刻t10からt11までの間、転送パルスTRGがLレベルからHレベルにされ、その結果、画素１１ｍ，ｎ（図３）において、光電変換によってPD５１に蓄積された電荷が、転送Tr５２を介して、FD５３に転送される。
【０１８２】
PD５１からFD５３に電荷が転送されることにより、そのFD５３に蓄積された電荷に対応する電圧である信号線電圧は下降し、時刻t11において、転送パルスTRGがHレベルからLレベルになると、PD５１からFD５３への電荷の転送が終了して、信号線電圧は、FD５３に蓄積された電荷に対応する信号レベルとなる。
【０１８３】
また、P相の終了後、参照信号出力部３３（図４）は、参照信号電圧を、例えば、P相の開始時と同一の電圧に上昇させ、その後の時刻t12から時刻t14までの期間、参照信号電圧を、P相の場合と同一の変化の割合で小さくしていく（下降させていく）。
【０１８４】
したがって、時刻t12から時刻t14までの期間の参照信号は、時刻t7から時刻t9までの期間の参照信号と同様に、スロープを形成している。
【０１８５】
時刻t12から時刻t14までの期間の参照信号のスロープは、信号線電圧のうちの信号レベル（画素１１ｍ，ｎ（図３）において、PD５１からFD５３への電荷の転送が行われた直後の信号線電圧）をAD変換するためのスロープであり、以下、このスロープの期間（時刻t12から時刻t14までの期間）を、D(Data)相ともいう。また、D相のスロープを、D相スロープともいう。
【０１８６】
ここで、D相の開始時刻t12では、P相の開始時刻t7の場合と同様に、参照信号電圧は、信号線電圧（信号レベル）より大になる。したがって、コンパレータ６１ｎは、D相の開始時刻t12では、参照信号が、信号線電圧より大である旨の比較結果を出力する。
【０１８７】
ADC３１ｎ（図４）のカウンタ６２ｎは、D相スロープの開始時刻t12から、クロックのカウントを開始する。
【０１８８】
D相において、参照信号電圧は小さくなっていっており、図６では、D相の時刻t13において、参照信号と信号レベルとしての信号線電圧とが一致し、参照信号と信号レベルとの大小関係が、D相の開始時から逆転する。
【０１８９】
その結果、コンパレータ６１ｎが出力する比較結果も、D相の開始時から逆転し、コンパレータ６１ｎは、信号レベルとしての信号線電圧が、参照信号よりも大である旨の比較結果の出力を開始する。
【０１９０】
コンパレータ６１ｎが出力する比較結果が逆転すると、ADC３１ｎ（図４）のカウンタ６２ｎは、クロックのカウントを終了し、そのときのカウンタ６２ｎのカウント値が、信号レベルのAD変換結果（信号レベルAD値）となる。
【０１９１】
ここで、D相において、コンパレータ６１ｎが出力する比較結果が逆転する場合には、図６に示すように、信号レベルとしての信号線電圧と、参照信号（電圧）とがクロスする。
【０１９２】
したがって、D相において、信号レベルとしての信号線電圧と、参照信号（D相スロープ）とがクロスする場合には、コンパレータ６１ｎが出力する比較結果が逆転し、信号レベルのAD変換結果（信号レベルAD値）を得ることができる。
【０１９３】
一方、D相において、信号レベルとしての信号線電圧と、参照信号（D相スロープ）とがクロスしない場合には、コンパレータ６１ｎが出力する比較結果が逆転せず、信号レベルのAD変換結果（信号レベルAD値）を得ることができない。
【０１９４】
以上のようにして、P相でリセットレベルAD値が求められるとともに、D相で信号レベルAD値が求められると、イメージセンサ２では、リセットレベルAD値と信号レベルAD値との差分を求めるCDSが行われ、そのCDSの結果得られる差分が、画素値として出力される。
【０１９５】
イメージセンサ２では、図６で説明したようにして、画素値が、列並列に（１行ごとに）得られるが、例えば、前述したように、太陽等の高輝度の被写体を撮像したときに、通常モードでは、太陽黒点が生じ、画質が劣化することがある。
【０１９６】
図７は、通常モードのイメージセンサ２において、極めて高輝度の被写体が撮像される場合の信号線電圧と参照信号電圧との例を示す波形図である。
【０１９７】
なお、図７では、図６と同様に、信号線電圧、及び、参照信号電圧とともに、転送パルスTRG、リセットパルスRST、並びに、オートゼロパルスを図示してある。
【０１９８】
イメージセンサ２において、極めて高輝度の被写体を撮像する場合には、画素１１ｍ，ｎ（図３）のリセット後、すぐに、画素１１ｍ，ｎのPD５１が飽和し、PD５１から電荷があふれ出すブルーミングが生じる。
【０１９９】
ブルーミングが生じると、画素１１ｍ，ｎ（図３）において、FD５３に、PD５１からあふれ出た電荷が蓄積され、画素１１ｍ，ｎの信号線電圧が、適切な輝度の被写体を撮像する場合に生じる、図６で説明したリセットフィードスルーによる電圧降下よりも極めて大きく降下する。その結果、画素１１ｍ，ｎの信号線電圧は、図７に示すように、画素１１ｍ，ｎのリセットの完了後、急峻に降下して、PD５１が飽和しているときの信号レベル（飽和レベル）程度になる。
【０２００】
また、極めて高輝度の被写体の撮像時には、信号レベルとしての信号線電圧は、飽和レベルになる。
【０２０１】
通常モードでは、図６で説明したように、オートゼロ処理は、画素１１ｍ，ｎのリセット後に完了するように行われるため、極めて高輝度の被写体を撮像する場合には、通常モードのオートゼロ処理では、飽和レベル程度にまで降下した信号線電圧と参照信号とが一致するように（コンパレータ６１ｎにおいて、飽和レベル程度にまで降下した信号線電圧と、そのときに参照信号出力部３３が出力している参照信号とが一致しているということを基準として、信号線電圧と参照信号との大小関係を判定することができるように）、コンパレータ６１ｎが設定される。
【０２０２】
以上のように、飽和レベル程度にまで降下した信号線電圧と参照信号とが一致するように、コンパレータ６１ｎが設定されるため、すなわち、参照信号（の波形）が、信号線電圧と同様に、飽和レベル程度にまで下がった位置に配置されるため、P相において、（ほぼ）飽和レベルのリセットレベルとしての信号線電圧と、参照信号（P相スロープ）とはクロスする。したがって、リセットレベルのAD変換結果（リセットレベルAD値）を得ることができる。
【０２０３】
また、D相においても、飽和レベルの信号レベルとしての信号線電圧と、飽和レベル程度にまで下がった位置の参照信号（P相スロープ）とはクロスし、信号レベルのAD変換結果（信号レベルAD値）を得ることができる。
【０２０４】
そして、リセットレベル及び信号レベルは、いずれも、飽和レベル程度であり、そのリセットレベル及び信号レベルそれぞれのAD変換結果であるリセットレベルAD値及び信号レベルAD値は、同程度の値となる。
【０２０５】
その結果、それらのリセットレベルAD値と信号レベルAD値との差分を求めるCDSを行うと、そのCDSによって得られる画素値としての差分は、非常に小さな値になる。
【０２０６】
以上のように、CDSによって得られる画素値は、非常に小さな値となって、太陽黒点として現れる。
【０２０７】
以上のような太陽黒点が生じることを防止する方法としては、P相外しが生じた場合に、CDSを行わずに（又は、CDSによって得られる差分に代えて）、画素値の最大値（以下、画素最大値ともいう）を、画素値として採用（出力）することを前提として、オートゼロ処理が行われる期間（オートゼロパルスがLレベルになっている期間）を含む所定の期間において、信号線電圧が極端に小さく（低く）ならないように、垂直信号線４２ｎ上の信号線電圧を、所定の電圧にクランプする方法がある。
【０２０８】
ここで、P相外しとは、P相において、リセットレベルとしての信号線電圧と、参照信号（P相スロープ）とがクロスしないことを意味する。
【０２０９】
図８は、以上のように、P相外しが生じた場合に、画素最大値を、画素値として採用することを前提として、信号線電圧が極端に小さくならないように、信号線電圧（垂直信号線４２ｎ）をクランプすることにより、太陽黒点が生じることを防止する方法を説明する図である。
【０２１０】
すなわち、図８は、信号線電圧がクランプされる場合において、通常モードのイメージセンサ２で、極めて高輝度の被写体が撮像されるときの信号線電圧と参照信号電圧との例を示す波形図である。
【０２１１】
なお、図８では、信号線電圧、及び、参照信号電圧とともに、転送パルスTRG、リセットパルスRST、オートゼロパルス、並びに、信号線電圧がクランプされるタイミングを図示してある。
【０２１２】
図８において、信号線電圧は、オートゼロ処理が行われる期間を含む所定の期間において、所定の電圧より下降しないように、所定の電圧にクランプされる。なお、クランプを行う回路は、強光量太陽黒点が生じる場合のように、信号線電圧が、所定の電圧より低い電圧に下降しようとした場合に動作する回路構成になっている。したがって、信号線電圧が所定の電圧より低い電圧に下降しない場合、すなわち、例えば、適切な光量の被写体の撮像が行われる場合には、信号線電圧は、強光量太陽黒点が生じる場合のように、所定の電圧より低い電圧に下降しないので、信号線電圧は、クランプされない。
【０２１３】
イメージセンサ２において、極めて高輝度の被写体を撮像する場合には、図７で説明したように、ブルーミングが生じることに起因して、画素１１ｍ，ｎの信号線電圧が、画素１１ｍ，ｎのリセットの完了後、急峻に降下し、所定の電圧より低い電圧になろうとする。そのため、信号線電圧は、図８に示すように、所定の電圧にクランプされる。
【０２１４】
信号線電圧がクランプされるのは、オートゼロ処理が行われる期間を含む所定の期間であるため、オートゼロ処理が完了するタイミングでは、信号線電圧は所定の電圧にクランプされており、その結果、オートゼロ処理では、所定の電圧にクランプされている信号線電圧と参照信号とが一致するように、コンパレータ６１ｎが設定される。
【０２１５】
その後、信号線電圧のクランプが停止される。信号線電圧のクランプが停止されると、図７で説明したように、信号線電圧は、ブルーミングに起因して降下し、PD５１が飽和しているときの信号レベル（飽和レベル）程度になる。
【０２１６】
以上のように信号線電圧がクランプされ、オートゼロ処理において、所定の電圧にクランプされている信号線電圧と参照信号とが一致するように、コンパレータ６１ｎが設定されるため、参照信号電圧（の波形）は、飽和レベルの信号線電圧よりもかなり上部（電圧の高い位置）に位置するように配置される（参照信号電圧（の波形）が、飽和レベルの信号線電圧より十分大になる）。
【０２１７】
したがって、信号線電圧と参照信号（P相スロープ）とがクロスしないP相外しが生じ、この場合、ADC３１ｎは、画素値として、画素最大値を出力する。これにより、図７で説明したように、画素値が、小さな値となって、太陽黒点が現れることを防止することができる。
【０２１８】
ここで、イメージセンサ２において、P相外しが生じたかどうかは、ADC３１ｎ（図４）が有するカウンタ６２ｎのカウント値に基づいて認識することができる。
【０２１９】
すなわち、カウンタ６２ｎが、P相スロープの始点から終点までの間（P相）のクロックをカウントしたときのカウント値を、規定カウント値ということとすると、リセットレベルのAD変換結果（リセットレベルAD値）となるカウンタ６２ｎのカウント値が、規定カウント値よりも大である場合に、P相外しが生じたことを認識することができる。
【０２２０】
また、P相の後（又は、D相の後）のコンパレータ６１ｎの出力を参照し、そのコンパレータ６１ｎの出力が、P相の開始時から反転したか否かによって、P相外しが生じたかどうかを認識することができる。
【０２２１】
なお、カウンタ６２ｎのカウント値が、規定カウント値以内であっても、例えば、適切な輝度の被写体の撮像時に得られるリセットレベルAD値よりも十分に大きな値以上になっている場合には、P相外しが生じたこととみなして、ADC３１ｎにおいて、画素最大値を、画素値として出力することができる。
【０２２２】
また、信号線電圧のクランプは、例えば、垂直信号線４２ｎ（図２）を、ソースフォロアの回路の負荷として接続することにより行うことができる。
【０２２３】
さらに、D相において、信号レベルとしての信号線電圧と、参照信号（D相スロープ）とがクロスしないことを、D相外しということとすると、イメージセンサ２では、D相外しが生じた場合には、P相外しが生じた場合と同様に、ADC３１ｎにおいて、画素最大値を、画素値として出力することができる。
【０２２４】
ところで、太陽黒点は、被写体の輝度（光量）の程度によって、２種類の太陽黒点に分けることができる。
【０２２５】
１種類目の太陽黒点は、極めて高輝度の被写体（光量が極めて強い被写体）を撮像する場合に、図７で説明したように、画素１１ｍ，ｎのリセット後に、信号線電圧が急峻に低下することに起因して生じる太陽黒点であり、以下、強光量太陽黒点ともいう。
【０２２６】
２種類目の太陽黒点は、強光量太陽黒点が生じるほどの輝度ではないが、それでも、輝度が高い被写体（光量が強い被写体）を撮像する場合に生じる太陽黒点であり、以下、弱光量太陽黒点ともいう。
【０２２７】
図９は、通常モードのイメージセンサ２において、弱光量太陽黒点が生じる場合の信号線電圧と参照信号電圧との例を示す波形図である。
【０２２８】
なお、図９では、図６と同様に、信号線電圧、及び、参照信号電圧とともに、転送パルスTRG、リセットパルスRST、並びに、オートゼロパルスを図示してある。
【０２２９】
イメージセンサ２において、強光量太陽黒点が生じるほどの輝度ではないが、それでも、適切な輝度の範囲を超える高輝度の被写体を撮像する場合、画素１１ｍ，ｎ（図３）のPD５１が飽和し、PD５１から電荷があふれ出すブルーミングが生じる。
【０２３０】
この場合も、強光量太陽黒点が生じる場合と同様に、ブルーミングに起因して、FD５３に、PD５１からあふれ出た電荷が蓄積され、画素１１ｍ，ｎの信号線電圧が低下する。
【０２３１】
但し、高輝度の被写体の輝度が、強光量太陽黒点が生じるほどの輝度ではない場合には、PD５１からは、いわば緩やかに、電荷があふれ出るため、FD５３には、電荷が徐々に流れ込む。
【０２３２】
そのため、画素１１ｍ，ｎのリセットが行われた後、信号線電圧は、強光量太陽黒点が生じる場合のように、急峻に低下せずに、緩やかに低下する。
【０２３３】
以上のように、画素１１ｍ，ｎのリセットが行われた後、信号線電圧は、緩やかに低下するため、画素１１ｍ，ｎのリセット後に完了するように行われるオートゼロ処理では、画素１１ｍ，ｎのリセット時の信号線電圧から、リセットフィードスルーによる電圧降下分だけ低下した電圧程度の信号線電圧と参照信号とが一致するように、コンパレータ６１ｎが設定される。
【０２３４】
この場合、画素１１ｍ，ｎのリセット（以下、単に、画素リセットともいう）が行われ、オートゼロ処理が完了した後の信号線電圧が、図７や図８に示した強光量太陽黒点が生じるときのように急峻に低下するときには、P相外しが生じ、太陽黒点が生じることを防止することができる。
【０２３５】
しかしながら、弱光量太陽黒点が生じる場合には、信号線電圧が、緩やかに低下する。この場合、図９に示すように、P相において、信号線電圧が緩やかに低下する途中で、その信号線電圧と、参照信号（P相スロープ）とがクロスすることがある。
【０２３６】
P相において、信号線電圧と参照信号とがクロスする場合には、ADC３１ｎ（図４）において、P相の開始から、信号線電圧と参照信号とがクロスまでのカウンタ６２ｎのカウント値が、リセットレベルとしての信号線電圧のAD変換結果（リセットレベルAD値）として求められる。
【０２３７】
ここで、高輝度の被写体を撮像することに起因して、図９に示すように、画素リセット後の信号線電圧が、緩やかに低下する場合には、本来のリセットレベルは、画素１１ｍ，ｎのリセット時の信号線電圧から、リセットフィードスルーによる電圧降下分だけ低下した電圧程度であるべきである。
【０２３８】
しかしながら、P相においてAD変換されるリセットレベルは、ブルーミングにより、画素１１ｍ，ｎのFD５３に流れ込んだ電荷の分だけ低下するため、リセットレベルのAD変換結果は、本来のリセットレベルの他、ブルーミングにより、画素１１ｍ，ｎのFD５３に流れ込んだ電荷の分を誤差として含む値となり、本来のリセットレベルのAD変換結果よりも、誤差の分だけ大きくなる。
【０２３９】
以上のように、高輝度の被写体を撮像する場合には、リセットレベルのAD変換結果（リセットレベルAD値）は、ブルーミングに起因する誤差の分だけ大になるため、そのような誤差を含むリセットレベルAD値を用いて行われるCDSによって得られる画素値は、ブルーミングに起因する誤差の分だけ小さくなり、強光量太陽黒点よりも黒沈みの程度が弱い太陽黒点である弱光量太陽黒点として現れる。
【０２４０】
なお、高輝度の被写体を撮像する場合には、D相において、ほぼ飽和レベルの信号レベルとしての信号線電圧と、参照信号（D相スロープ）とがクロスし、信号レベルのAD変換結果（信号レベルAD値）が求められる。
【０２４１】
また、高輝度の被写体を撮像する場合には、画素リセット後の信号線電圧は、強光量太陽黒点が生じる場合のように、急峻に低下せずに、緩やかに低下するため、参照信号（P相スロープ）とクロスするときの信号線電圧（リセットレベルとなる信号線電圧）は、飽和レベルにまで低下せず、そのため、リセットレベルと、飽和レベルの信号レベルとには、強光量太陽黒点が生じる場合よりも大きな差が生じる。
【０２４２】
すなわち、高輝度の被写体を撮像する場合には、強光量太陽黒点が生じる場合に比較して、CDSにより得られる差分が、ある程度大きな値になる。その結果、高輝度の被写体を撮像する場合に生じる弱光量太陽黒点は、強光量太陽黒点よりも黒沈みの程度が弱い太陽黒点となる。
【０２４３】
弱光量太陽黒点については、画素リセット後の信号線電圧は、強光量太陽黒点が生じる場合のように、急峻に低下せずに、緩やかに低下するため、図８で説明したように、信号線電圧を一時的にクランプしても、参照信号電圧（の波形）は、飽和レベルの信号線電圧よりもかなり上部に位置するようにはならない（信号線電圧（の波形）と参照信号（の波形）との位置関係が、P相において、参照信号電圧と信号線電圧とがクロスしないようにならない）。
【０２４４】
そのため、信号線電圧と参照信号（P相スロープ）とがクロスし、P相外しが生じないことがある。したがって、図８で説明したように、信号線電圧をクランプしていても、弱光量太陽黒点が現れることを防止することが困難なことがある。
【０２４５】
通常モードにおいて、弱光量太陽黒点が現れることを防止する方法としては、例えば、弱光量太陽黒点が生じるときの、画素リセット後の信号線電圧の傾き具合や、参照信号のP相スロープの傾き具合に基づいて、P相スロープの長さ（P相の長さ）や、図３で説明した開始オフセットの大きさ（オフセット量）を調整することにより、信号線電圧と参照信号との位置関係を、P相において、参照信号電圧と信号線電圧とがクロスしないようにする方法が考えられる。
【０２４６】
この場合、P相外しが生じるので、ADC３１ｎでは、画素最大値が、画素値として出力される。したがって、弱光量太陽黒点が現れることを防止することができる。
【０２４７】
ところで、近年、イメージセンサ２の多画素化が進んでおり、イメージセンサ２から出力する画像のフレームレートを維持するために、画素１１ｍ，ｎが出力する信号線電圧のAD変換の高速化が要請されている。
【０２４８】
イメージセンサ２が有するADC３１ｎは、参照信号比較型のADCであり、参照信号のP相スロープ（及びD相スロープ）、つまり、P相（及びD相）の長さを短縮することにより、AD変換の高速化を計ることができる。
【０２４９】
P相の長さを短縮する方法としては、例えば、P相スロープの傾きを急峻にする方法がある。
【０２５０】
しかしながら、P相スロープの傾きを急峻にした場合には、弱光量太陽黒点が生じる場合に、画素リセット後に緩やかに低下する信号線電圧と、傾きが急峻になったP相スロープとがクロスしやすくなり、P相外しが生じなくなって、弱光量太陽黒点が現れることを防止することが困難になる。
【０２５１】
そこで、傾きを急峻にしたP相スロープの長さを選択的に短縮することや、図６で説明した開始オフセットの大きさを大にすることにより、P相において、参照信号電圧と信号線電圧とがクロスしないようにして、P相外しを生じさせる方法が考えられる。
【０２５２】
しかしながら、この場合、太陽黒点が生じない、適切な輝度の被写体が撮像されるときに、P相外しが生じるリスクが大になる。
【０２５３】
適切な輝度の被写体が撮像されるときに、P相外しが生じると、そのP相外しが生じた画素１１ｍ，ｎについては、画素最大値が画素値として出力され、画質が劣化することになるため、P相外しが生じるリスクは、できるだけ抑える必要がある。そのため、傾きを急峻にしたP相スロープの長さを選択的に短縮する場合の、その短縮の程度や、図６で説明した開始オフセットの大きさを大にする場合の、その大にする程度には、制約がある。
【０２５４】
通常モードでは、P相スロープの傾きを急峻にするほど、太陽黒点が生じるときに、P相外しを生じさせることと、適切な輝度の被写体が撮像されるときに、P相外しを生じさせないこととを両立させる参照信号の波形を設定することが難しい。
【０２５５】
そこで、図２のイメージセンサ２では、ADC３１ｎが有するコンパレータ６１ｎ（図５）のオートゼロ処理を行うオートゼロモードとして、太陽黒点が、強光量太陽黒点であるが、又は、弱光量太陽黒点であるかを問わず、容易に、太陽黒点を回避することができる黒点回避モードが用意されている。
【０２５６】
［黒点回避モード］
【０２５７】
図１０は、オートゼロモードが黒点回避モードである場合の、イメージセンサ２（図２）の動作を説明する図である。
【０２５８】
すなわち、図１０は、黒点回避モードのイメージセンサ２の信号線電圧と参照信号電圧との例を示す波形図である。
【０２５９】
なお、図１０では、図６の場合と同様に、信号線電圧、及び、参照信号電圧とともに、転送パルスTRG、リセットパルスRST、並びに、オートゼロパルスを図示してある。
【０２６０】
通常モードでは、図６で説明したように、画素リセット後に、オートゼロ処理が完了するように行われるが、黒点回避モードでは、画素リセットの期間中に、オートゼロ処理が完了するように行われる点で、黒点回避モードは、通常モードと異なる。
【０２６１】
すなわち、黒点回避モードでは、リセットパルスRSTが一時的にHレベルにされ、これにより、画素１１ｍ，ｎがリセットされている間に、オートゼロ処理が開始されて終了される。
【０２６２】
そのため、黒点回避モードでは、オートゼロ制御部３２は、リセットパルスRSTがHレベルになっている間に、オートゼロパルスをHレベルからLレベルにし、かつ、LレベルからHレベルにする。
【０２６３】
オートゼロ処理によれば、上述したように、オートゼロパルスが立ち上がるときに、コンパレータ６１ｎに与えられている信号線電圧と参照信号とが一致しているということを基準として、信号線電圧と参照信号との大小関係を判定（比較）することができるように、コンパレータ６１ｎが設定される。
【０２６４】
そして、黒点回避モードでは、オートゼロ処理は、画素リセットの期間中に完了するように行われる。
【０２６５】
画素リセットの期間では、図３で説明したように、FD５３が、リセットTr５４を介して、電源Vddに接続され、FD５３にある電荷がリセットされるため、画素１１ｍ，ｎが出力する信号線電圧、すなわち、画素１１ｍ，ｎにおいて、FD５３から、増幅Tr５５及び選択Tr５６を介して、垂直信号線４２ｎ上に出力される電圧は上昇し、電源Vddに対応する電圧になる。
【０２６６】
いま、この、画素リセットの期間の信号線電圧を、画素リセット中レベルということとすると、黒点回避モードでは、オートゼロ処理は、画素リセットの期間中に完了するように行われるので、画素リセット中レベル（画素１１ｍ，ｎのリセット中の信号線電圧）と参照信号とが一致しているということを基準として、信号線電圧と参照信号との大小関係を判定することができるように、コンパレータ６１ｎが設定される。
【０２６７】
その後、黒点回避モードでは、参照信号出力部３３（図４）が、例えば、通常モードの場合と同様に、オートゼロ処理が終了した後の時刻に、参照信号を、所定の電圧だけ上昇させる開始オフセットを行い、以下、通常モードの場合と同様にして、イメージセンサ２において、リセットレベル及び信号レベルのAD変換、及び、CDSが行われ、画素値が求められる。
【０２６８】
以上のように、黒点回避モードでは、オートゼロ処理が、画素リセットの期間中に終了（完了）するように行われるので、オートゼロ処理が、画素リセット後に終了する通常モード（図６）の場合に比較して、参照信号（の波形）が、太陽黒点が生じるような高輝度の被写体の撮影時であるか、又は、適切な輝度の被写体の撮影時であるかにかかわらず、常に、画素リセット中レベルを、いわば基準とする位置に配置される。
【０２６９】
したがって、強光量太陽黒点が生じるような高輝度の被写体の撮像が行われる場合に、図７で説明したように、参照信号が、飽和レベル程度にまで下がった位置に配置されないので、P相外しやD相外しが生じ、強光量太陽黒点が現れることを防止することができる。
【０２７０】
また、通常モードでは、図６で説明したように、参照信号（の波形）が、画素リセット中レベルからリセットフィードスルーだけ下降した電圧を基準とする位置に配置されるが、黒点回避モードでは、参照信号が、画素リセット中レベルを基準とする位置に配置される。
【０２７１】
したがって、黒点回避モードでは、参照信号が、通常モードの場合よりも、リセットフィードスルーだけ上部に位置するため、弱光量太陽黒点が生じるような高輝度の被写体の撮像が行われる場合、すなわち、画素リセット後に、信号線電圧が緩やかに下降する場合に、P相外しやD相外しが生じやすくなり、弱光量太陽黒点が現れることを防止することができる。
【０２７２】
なお、図１０の黒点回避モードでは、画素リセットの期間中に、オートゼロ処理が開始されて終了されることとしたが、黒点回避モードでは、オートゼロ処理が、画素リセットの期間中に完了するように行われれば良いので、オードゼロ処理は、必ずしも、画素リセットの期間中に開始される必要はない。
【０２７３】
すなわち、黒点回避モードでは、オードゼロ処理は、画素リセットがされる前か、又は、画素リセットの期間中に開始され、画素リセットの期間中に終了されれば良い。
【０２７４】
したがって、黒点回避モードでは、オートゼロ制御部３２は、リセットパルスRSTがHレベルになる前、又は、Hレベルになっている間に、オートゼロパルスをHレベルからLレベルにし、かつ、リセットパルスRSTがHレベルになっている間に、オードゼロパルスをLレベルからHレベルにする。
【０２７５】
図１１は、オートゼロモードが黒点回避モードである場合の、信号線電圧（の波形）と参照信号（の波形）との位置関係の例を示す波形図である。
【０２７６】
図１１Ａは、黒点回避モードで、信号レベルが飽和レベルとなる被写体が撮像される場合の、信号線電圧と参照信号とを示している。
【０２７７】
図１１Ａでは、P相においては、リセットレベルとしての信号線電圧と参照信号（P相スロープ）とがクロスしているが、D相においては、信号レベルが大である（低い）ため、信号レベルとしての信号線電圧と（D相スロープ）とがクロスしておらず、D相外しが生じている。
【０２７８】
すなわち、D相では、ADC３１ｎ（図４）が有するカウンタ６２ｎが、カウント値の最大値までカウントし、画素値の最大値（画素最大値）以上のカウント値を出力する。この場合、ADC３１ｎは、例えば、カウント値を、画素最大値にクリップし、その画素最大値を、画素値として出力する。
【０２７９】
図１１Ｂは、黒点回避モードで、弱光量太陽黒点が生じる程度の高輝度の被写体が撮像される場合の、信号線電圧と参照信号とを示している。
【０２８０】
弱光量太陽黒点が生じる程度の高輝度の被写体が撮像される場合、通常モードでは、参照信号（の波形）が、画素リセット中レベルからリセットフィードスルーだけ下降した電圧を基準とする位置に配置されるため、P相において緩やかに低下する信号線電圧と参照信号（P相スロープ）とがクロスすることがあり、その場合、P相外しが生じず、弱光量太陽黒点が現れることがある。
【０２８１】
一方、黒点回避モードでは、参照信号（の波形）が、画素リセット中レベルを基準とする、通常モードの場合よりも上部の位置に配置されるため、P相において信号線電圧が緩やかに低下し、D相において信号線電圧が飽和レベルになる、弱光量太陽黒点が生じるような高輝度の被写体の撮像時には、P相外しやD相外しが生じ、弱光量太陽黒点が現れることを防止することができる。
【０２８２】
図１１Ｃは、黒点回避モードで、強光量太陽黒点が生じる程度の高輝度の被写体が撮像される場合の、信号線電圧と参照信号とを示している。
【０２８３】
強光量太陽黒点が生じる程度の高輝度の被写体が撮像される場合、通常モードでは、図７で説明したように、参照信号が、飽和レベル程度にまで下がった下部の位置（電圧の低い位置）に配置されるため、P相外しやD相外しが生じず、強光量太陽黒点が現れる。
【０２８４】
一方、黒点回避モードでは、参照信号（の波形）が、常に、画素リセット中レベルを基準とする位置に配置される。
【０２８５】
画素リセット中レベルは、イメージセンサ２で撮像する被写体の輝度（イメージセンサ２に入射する光量）によらずほぼ一定であり、したがって、適切な輝度の被写体が撮像される場合と、太陽黒点が生じる程度の高輝度の被写体が撮像される場合とで、参照信号（の波形）がずれることはない。
【０２８６】
すなわち、参照信号は、太陽黒点が生じる程度の高輝度の被写体が撮像される場合であっても、適切な輝度の被写体が撮像される場合と同一の位置に配置され、通常モードの場合のように、下部の位置に配置されることはない。
【０２８７】
したがって、黒点回避モードでは、強光量太陽黒点が生じる程度の高輝度の被写体の撮像時には、P相外しやD相外しが生じ、強光量太陽黒点が現れることを防止することができる。
【０２８８】
以上のように、黒点回避モードでは、画素リセット期間中に、オートゼロ処理を終了(完了）するだけで、参照信号（の波形）が、常に、画素リセット中レベルを基準とする位置に配置されるので、容易に、強光量太陽黒点や弱光量太陽黒点が現れる（生じる）のを防止し、画質が低下することを防止することができる。
【０２８９】
［P相オフセット］
【０２９０】
図１２は、黒点回避モードで行われるP相オフセットを説明する図である。
【０２９１】
通常モードでは、図６で説明したように、一般に、参照信号（の波形）が、画素リセット中レベル（画素リセットの期間中の信号線電圧）から、リセットフィードスルーだけ下降した電圧を基準とする位置に配置される。
【０２９２】
一般に、画素リセット中レベルから、リセットフィードスルーだけ下降した電圧は、（ほぼ）リセットレベルになるため、その電圧を、参照信号のP相スロープが開始するときの開始レベル（リセットレベルとしての信号線電圧との比較が開始されるときの参照信号のレベル）とすると、リセットレベルとしての信号線電圧と参照信号（P相スロープ）とがクロスしないおそれがある。
【０２９３】
そこで、通常モードでは、図６で説明したように、参照信号出力部３３（図４）は、オートゼロ処理の終了後に、参照信号を、所定の電圧だけ上昇させる開始オフセットを行う。  
【０２９４】
開始オフセットによれば、P相スロープの開始レベルが上昇するので（P相スロープが上部に配置されるので）、リセットレベルとしての信号線電圧と一定の割合で小さくなる右下がりのP相スロープ（参照信号）とがクロスしやすくなる。
【０２９５】
ところで、黒点回避モードでは、参照信号（の波形）は、画素リセット中レベルを基準とする位置に配置されるので、画素リセット中レベルからリセットフィードスルーだけ下降した電圧を基準とする位置に配置される通常モードの参照信号よりも、画素フィードスルーによる電圧降下分だけ、上部に配置される。
【０２９６】
したがって、黒点回避モードの参照信号は、通常モードの参照信号よりも上部に位置するので、黒点回避モードにおいて、通常モードの場合と同様に、オートゼロ処理の終了後に、参照信号を、所定の電圧だけ上昇させる開始オフセットを行うと、P相スロープは、通常モードの場合に比較して、画素フィードスルーによる電圧降下分だけ、上部に配置される。
【０２９７】
P相スロープが上部に配置されると、適切な輝度の被写体が撮像される場合に、P相外しが生じやすくなり、信号レベルが飽和レベルでない場合に、P相外しが生じると、画素最大値が画素値として出力されるため、画質が劣化する。
【０２９８】
ここで、P相において、信号線電圧と参照信号（P相スロープ）とがクロスする、いわば、クロスのしやすさ（P相外しが生じるしにくさ）を、P相マージンということとすると、黒点回避モードにおいて、適切な輝度の被写体が撮像される場合には、十分なP相マージンを確保する必要がある。
【０２９９】
P相スロープが上部に配置される場合に、十分なP相マージンを確保する方法としては、例えば、P相スロープの終点を延長することにより、P相スロープを、比較的下部の位置（低い電圧の位置）にまで配置する方法がある。
【０３００】
しかしながら、P相スロープの終点を延長し、P相スロープの長さを長くする場合には、P相の長さも長くなる。そして、P相の長さが長くなる場合には、信号線電圧のAD変換に要する時間が大になり、AD変換の高速化の要請に反することになる。
【０３０１】
そこで、黒点回避モードでは、参照信号出力部３３（図４）は、開始レベルを上昇させる開始オフセットを行わずに、P相オフセットを行うことができる。
【０３０２】
P相オフセットは、P相の開始レベルを、オートゼロ処理時のレベル、すなわち、画素リセット中レベルから、参照信号のレベルが低下していく方向にオフセットさせる処理である。
【０３０３】
P相オフセットでは、参照信号の変化の方向によらず（スロープが右下がりであるか、右上がりであるかによらず）、図１２に示すように、P相スロープの開始レベルが、下部にオフセットされる。本実施の形態では、P相スロープは、右下がりであるが、P相オフセットでは、そのような右下がりのP相スロープの開始レベルが、通常モードの開始オフセットの場合とは逆方向にオフセットされる。
【０３０４】
ここで、図１２は、オートゼロモードが黒点回避モードであり、P相オフセットが行われる場合の、信号線電圧（の波形）と参照信号（の波形）との例を示している。
【０３０５】
以上のように、P相オフセットでは、図１２に示すように、P相スロープの開始レベルが、下部にオフセットされる。
【０３０６】
なお、参照信号が、上部の方向（電圧が高い方向）に変化する場合、すなわち、スロープが右上がりである場合であっても、P相オフセットでは、P相の開始レベルが、下部にオフセットされる。但し、スロープが右上がりである場合には、スロープが右下がりである場合よりも、より多くのオフセット量だけ、P相の開始レベルが、下部にオフセットされる。
【０３０７】
P相オフセットにおいて、P相の開始レベルをオフセットするオフセット量（以下、P相オフセット量ともいう）としては、例えば、画素リセット中レベル（画素１１ｍ，ｎがリセットされているときの信号線電圧）と、画素リセット後の信号線電圧（画素１１ｍ，ｎがリセットされた直後の信号線電圧）との差、すなわち、リセットフィードスルーによる電圧降下に対応する電圧（例えば、あらかじめ求めた、リセットフィードスルーによる電圧降下の代表値（平均値等）に比例する電圧等）を採用することができ、これにより、黒点回避モードにおいて、P相スロープを、通常モードで適切な輝度の被写体が撮像される場合と同様の位置に配置することが可能になる。
【０３０８】
以上のように、黒点回避モードにおいて、P相オフセットを行うことにより、P相スロープを、通常モードで適切な輝度の被写体が撮像される場合と同様の位置に配置することで、黒点回避モードにおいて、P相の長さを長くせずに、適切な輝度の被写体の撮影時に、十分なP相マージンを確保することができ、通常モードの場合と同程度の時間で、信号線電圧のAD変換を行うことができる。
【０３０９】
したがって、AD変換に要する時間を大とすることなく、太陽黒点（強光量太陽黒点や弱光量太陽黒点）の防止と、十分なP相マージンの確保とを実現することができる。
【０３１０】
［通常モードの開始オフセットのオフセット量と、黒点回避モードのP相オフセットのオフセット量の設定］
【０３１１】
通常モードの開始オフセットのオフセット量と、黒点回避モードのP相オフセットのオフセット量とは、固定の値に設定することができる。また、通常モードの開始オフセットのオフセット量と、黒点回避モードのP相オフセットのオフセット量とは、その他、例えば、センサゲインに基づいて設定することができる。
【０３１２】
図１３と図１４とは、センサゲインに基づいて設定される、通常モードの開始オフセットのオフセット量と、黒点回避モードのP相オフセットのオフセット量とを説明する図である。
【０３１３】
ここで、センサゲインとは、イメージセンサ２において、イメージセンサ２に入射する光量の変化に対する画素値の変化量（光量の変化が、画素値に影響する度合い）を表し、参照信号のスロープ（P相スロープ、D相スロープ）の傾きに相当する。
【０３１４】
参照信号のスロープの傾きが急峻であるほど、ある電位差を、ADC３１ｎのカウンタ６２ｎがカウントするのに要する時間が短くなるため、センサゲイン、すなわち、光量の変化が、画素値に影響する度合いは、小さくなる。
【０３１５】
一方、参照信号のスロープの傾きが緩やかであるほど、センサゲインは、大になる。
【０３１６】
なお、センサゲインは、制御部２０（図２）において、例えば、ユーザの操作や、被写体の輝度等に基づいて設定される。
【０３１７】
センサゲインが、被写体の輝度等に基づいて設定される場合、暗い被写体の撮像時には、センサゲインは、高い値に設定され、参照信号出力部３３（図４）は、P相スロープ（及びD相スロープ）の傾きを緩やかな傾きに設定し、そのような緩やかな傾きの参照信号を出力する。また、明るい被写体の撮像時には、センサゲインは、低い値に設定され、参照信号出力部３３（図４）は、P相スロープの傾きを急峻な傾きに設定し、そのような急峻な傾きの参照信号を出力する。
【０３１８】
また、センサゲインは、その他、例えば、被写体のコントラストに基づいて設定することができる。
【０３１９】
センサゲインが、被写体のコントラストに基づいて設定される場合、コントラストが低いときには（被写体の最も明るい部分と暗い部分との差が小さいときには）、センサゲインは、高い値に設定される。また、コントラストが高いときには（被写体の最も明るい部分と暗い部分との差が大きいときには）、センサゲインは、低い値に設定される。
【０３２０】
図１３は、通常モードの開始オフセットのオフセット量を、センサゲインに基づいて設定する場合の、信号線電圧と参照信号電圧との例を示す波形図である。
【０３２１】
センサゲインが高い場合、P相スロープ（及びD相スロープ）の傾きは、緩やかな傾きに設定される。
【０３２２】
いま、P相スロープが、急峻な傾きから緩やかな傾きに設定される前と後とで、信号線電圧（の波形）、及び、P相の長さに変化がないとすると、P相スロープが緩やかな傾きに設定された後では、その設定前（P相スロープの傾きが急峻な場合）と比較して、P相スロープと信号線電圧（リセットレベル）とがクロスする点（以下、P相クロス点ともいう）が、後ろに移動する（時間的に後になる）。
【０３２３】
P相クロス点が後ろに移動すると、適切な輝度の被写体の撮像時のP相マージンが低下する。適切な輝度の被写体の撮像時のP相マージンを十分に確保するためには、P相クロス点は、例えば、P相スロープの中心（P相の中点におけるP相スロープの位置）付近に位置することが望ましい。
【０３２４】
そこで、通常モードでは、参照信号出力部３３（図４）は、センサゲインに基づいて、P相クロス点が、P相スロープの中心付近の位置になるように、開始オフセットのオフセット量を設定する。
【０３２５】
すなわち、センサゲインが高ゲインであり、図１３において実線で示すように、参照信号のP相スロープの傾きが緩やかな場合、参照信号出力部３３は、高ゲインのセンサゲインに基づいて、P相クロス点が、P相スロープの中心付近の位置になるように、小さなオフセット量pofH1を、開始オフセットのオフセット量として設定し、開始オフセットを行う。
【０３２６】
また、センサゲインが低ゲインであり、図１３において点線で示すように、参照信号のP相スロープの傾きが急峻な場合、参照信号出力部３３は、低ゲインのセンサゲインに基づいて、P相クロス点が、P相スロープの中心付近の位置になるように、大きなオフセット量pofL1を、開始オフセットのオフセット量として設定し、開始オフセットを行う。
【０３２７】
なお、各センサゲインに対して、P相クロス点が、P相スロープの中心付近の位置になるような開始オフセットのオフセット量（例えば、上述のオフセット量pofL1やpofH1）は、シミュレーション等によって、あらかじめ求めておき、イメージセンサ２に、あらかじめ設定することができる。
【０３２８】
開始オフセットでは、P相スロープの開始レベルを上昇させるオフセットが行われるので、センサゲインが低くなるほど、すなわち、P相スロープの傾きが急峻になるほど、P相クロス点が、P相スロープの中心付近の位置になるように、開始オフセットのオフセット量は大になる。
【０３２９】
図１４は、黒点回避モードのP相オフセットのオフセット量（P相オフセット量）を、センサゲインに基づいて設定する場合の、信号線電圧と参照信号電圧との例を示す波形図である。
【０３３０】
黒点回避モードでも、図１３の通常モードの場合と同様に、参照信号出力部３３（図４）は、センサゲインに基づいて、P相クロス点が、P相スロープの中心付近の位置になるように、P相オフセットのオフセット量を設定する。
【０３３１】
ここで、本実施の形態では、右下がりのP相スロープの参照信号を採用する。右下がりのP相スロープの参照信号については、P相オフセットでは、開始オフセットの場合とは逆に、P相スロープの開始レベルを下降させるオフセットが行われるので、センサゲインが低くなるほど、すなわち、P相スロープの傾きが急峻になるほど、P相クロス点が、P相スロープの中心付近の位置になるように、P相オフセットのオフセット量は、開始オフセットの場合とは逆に、小になる。
【０３３２】
かかるP相オフセットのオフセット量（P相オフセット量）は、例えば、通常モードの開始オフセットのオフセット量を用いて求めることができる。
【０３３３】
例えば、いま、ある低ゲインgLのセンサゲインに対して設定される開始オフセットのオフセット量が、図１３に示した大きなオフセット量pofL1であり、ある高ゲインgHのセンサゲインに対して設定される開始オフセットのオフセット量が、図１３に示した小さなオフセット量pofH1であるとする。
【０３３４】
また、適切な輝度の被写体を撮影した場合の、リセットフィードスルーによる電圧降下の代表的な値（例えば、平均値等）が、電圧pofCであるとする。ここで、電圧pofCは、センサゲインによらない固定値である。
【０３３５】
この場合、センサゲインが高ゲインgHであり、図１４において実線で示すように、参照信号のP相スロープの傾きが緩やかなときには、参照信号出力部３３は、高ゲインgHのセンサゲインに対して、通常モードの開始オフセットのオフセット量として設定される小さいオフセット量pofH1（図１３）を用い、オフセット量pofH2＝pofC−pofH1を、P相オフセット量として求め、P相オフセットを行うことができる。
【０３３６】
オフセット量pofH1は、小さいオフセット量であるため、P相オフセット量としてのオフセット量pofH2＝pofC−pofH1は、後述するオフセット量pofL2よりも大きなオフセット量となる。
【０３３７】
一方、センサゲインが低ゲインgLであり、図１４において点線で示すように、参照信号のP相スロープの傾きが急峻なときには、参照信号出力部３３は、低ゲインgLのセンサゲインに対して、通常モードの開始オフセットのオフセット量として設定される大きなオフセット量pofL1（図１３）を用い、オフセット量pofL2＝pofC−pofL1を、P相オフセット量として求め、P相オフセットを行うことができる。
【０３３８】
オフセット量pofL1は、大きなオフセット量であるため、P相オフセット量としてのオフセット量pofL2＝pofC−pofL1は、上述のオフセット量pofH2よりも小さなオフセット量となる。
【０３３９】
以上のように、黒点回避モードにおいて、センサゲインに基づいて、P相オフセット量を設定することにより、センサゲインによらず、P相クロス点が、P相スロープの中心付近に位置するようになり、その結果、センサゲインによらず、適切な輝度の被写体の撮像時のP相マージンを十分に確保することができる（適切な輝度の被写体の撮像時に、P相外しが生じることを防止することができる）。
【０３４０】
［黒点回避モードのP相の長さの設定］
【０３４１】
黒点回避モードにおいて、P相の長さは、固定の長さに設定することができる。また、黒点回避モードにおいて、P相の長さは、その他、例えば、センサゲインに基づいて設定することができる。
【０３４２】
図１５は、黒点回避モードにおいて、P相の長さを、センサゲインに基づいて設定する場合の、信号線電圧と参照信号電圧との例を示す波形図である。
【０３４３】
なお、図１５では、説明を簡単にするため、センサゲインによらず、P相オフセット量が、オフセット量pofconstに固定されている。
【０３４４】
センサゲインが高ゲインである場合、P相スロープの傾きが緩やかになり、センサゲインが低ゲインである場合、P相スロープの傾きが急峻になる。
【０３４５】
したがって、P相の長さが固定されている場合、センサゲインが高ゲインになって、P相スロープの傾きが緩やかになるほど、そのP相スロープの始点の電圧と終点の電圧との差が小さくなる。
【０３４６】
特に、図１５に示したように、P相オフセット量が固定されている場合、センサゲインが高ゲインにされ、P相スロープの傾きが緩やかにされたときには、P相の長さが固定であると、P相スロープの終期（終点）が短縮されることになり、適切な輝度の被写体の撮像時に、P相外しが生じやすくなる。
【０３４７】
そこで、参照信号出力部３３では、P相の長さを（P相スロープの長さでもある）、センサゲインに基づいて設定することができる。
【０３４８】
すなわち、例えば、P相オフセット量が、オフセット量pofconstに固定されている場合に、適切な輝度の被写体の撮像時に、十分なP相マージンを確保するための、P相スロープの始点から終点までの間の電位差が、電圧R1であるとすると、参照信号出力部３３は、センサゲインに対して、P相スロープの始点から終点までの間の電位差が、電圧R1になるように、P相の長さを設定することができる。
【０３４９】
この場合、センサゲインが高く、図１５において実線で示すように、P相スロープの傾きが緩やかであるときには、P相の長さは、大きな値lenH1に設定される（長く設定される）。
【０３５０】
また、センサゲインが低く、図１５において点線で示すように、P相スロープの傾きが急峻であるときには、P相の長さは、小さな値lenL1に設定される（短く設定される）。
【０３５１】
以上のように、センサゲイン（P相スロープの傾き）に基づいて、P相の長さを設定することにより、適切な輝度の被写体の撮像時のP相マージンを、十分に確保することができる。
【０３５２】
なお、P相の長さが短く設定される場合（小さな値lenL1に設定される場合）には、P相の長さが長く設定される場合（大きな値lenH1に設定される場合）に比較して、AD変換に要する時間の短縮を図ることができ、さらに、低消費電力化を図ることができる。
【０３５３】
［黒点回避モードのP相オフセット量及びP相の長さの設定］
【０３５４】
図１４では、黒点回避モードにおいて、P相オフセット量を、センサゲインに基づいて設定し、図１５では、黒点回避モードにおいて、P相の長さを、センサゲインに基づいて設定することとしたが、黒点回避モードでは、P相オフセット量とP相の長さとについて、その両方を、センサゲインに基づいて設定することができる。
【０３５５】
図１６は、黒点回避モードにおいて、P相オフセット量とP相の長さを、センサゲインに基づいて設定する場合の、信号線電圧と参照信号電圧との例を示す波形図である。
【０３５６】
図１６では、図１４で説明した場合と同様にして、センサゲイン（P相スロープの傾き）に基づき、P相オフセット量が、小さなオフセット量pofL1、又は、大きなオフセット量pofH1に設定される。
【０３５７】
さらに、図１６では、図１５で説明した場合と同様にして、センサゲインに基づき、P相の長さが、小さな値lenL1、又は、大きな値lenH1に設定される。
【０３５８】
なお、図１６において、オフセット量pofL1及びpofH1、並びに、P相の長さlenL1及びlenH1は、図１４並びに図１５それぞれの場合と一致している必要はない。図１６で用いられるオフセット量pofL1及びpofH1、並びに、P相の長さlenL1及びlenH1については、例えば、P相クロス点が、P相スロープの中心付近に位置するような値が、シミュレーション等によって求められる。
【０３５９】
また、図１６では、P相の長さが値lenL1である場合と、値lenH1である場合とで、P相スロープの始点から終点までの間の電位差が異なるが、すなわち、P相の長さが値lenH1である場合（センサゲインが高ゲインである場合）の方が、P相の長さが値lenL1である場合（センサゲインが低ゲインである場合）よりも、P相スロープの始点から終点までの間の電位差が小さいが、P相スロープの始点から終点までの間の電位差が小さくても、P相クロス点が、P相スロープの中心付近に位置する場合には、適切な輝度の被写体の撮影時のP相マージンを確保することができる。
【０３６０】
［P相オフセット量の調整］
【０３６１】
図１４では、センサゲインごとに、P相クロス点が、P相スロープの中心付近の位置になるようなP相オフセット量を、あらかじめ求めておき、センサゲインに基づいて、P相オフセット量を設定することとしたが、イメージセンサ２としてのICチップの個体差や、さらには、温度その他の駆動条件等によって、P相オフセット量を、あらかじめ求められたオフセット量（図１４のオフセット量pofL2やpofH2）に設定しても、P相クロス点が、P相スロープの中心付近の位置からはずれることがあり得る。
【０３６２】
P相クロス点が、P相スロープの中心付近の位置からはずれると、P相マージンが低下する。
【０３６３】
そこで、黒点回避モードでは、P相クロス点が、P相スロープの中心付近の位置になるように、P相オフセット量を、適応的に調整することができる。
【０３６４】
図１７は、P相クロス点が、P相スロープの中心付近の位置になるように、P相オフセット量を調整する場合の、信号線電圧と参照信号電圧との例を示す波形図である。
【０３６５】
参照信号出力部３３（図４）は、ADC３１ｎで得られるリセットレベルAD値の代表値であるリセットレベル代表値を求めるとともに、参照信号の代表値である参照信号代表値（所定値）を求める。
【０３６６】
ここで、リセットレベル代表値としては、例えば、１行又は複数行の画素１１ｍ，ｎのリセットレベルAD値の平均値や、１フレーム又は複数フレームの画素１１ｍ，ｎのリセットレベルAD値の平均値、過去の複数のフレームにわたる同一位置の画素１１ｍ，ｎのリセットレベルAD値の平均値等を採用することができる。
【０３６７】
また、１行又は複数行の画素１１ｍ，ｎのリセットレベルAD値の平均値は、１行又は複数行ごとに求めることができる。１フレーム又は複数フレームの画素１１ｍ，ｎのリセットレベルAD値の平均値は、１フレーム又は複数フレームごとに求めることができる。過去の複数のフレームにわたる同一位置の画素１１ｍ，ｎのリセットレベルAD値の平均値は、1画素ごとや複数画素ごと、１行又は複数行ごと、あるいは、１フレーム又は複数フレームごとに求めることができる。
【０３６８】
すなわち、リセットレベル代表値を求める周期は、特に限定されるものではない。
【０３６９】
参照信号代表値とは、例えば、最新の参照信号のP相スロープ上の所定の点に対するAD値（所定の点がP相クロス点である場合に得られるAD変換結果（カウンタ６２ｎのカウント値））であり、所定の点としては、例えば、P相スロープの中点（P相の中点に対応するP相スロープ上の点）を採用することができる。
【０３７０】
この場合、P相スロープの中点に対するAD値（カウンタ６２ｎのカウント値）が、参照信号代表値となる。
【０３７１】
参照信号出力部３３は、リセットレベル代表値と参照信号代表値（所定値）とを求めると、リセットレベル代表値の、参照信号代表値に対する偏差（以下、代表値偏差ともいう）が小さくなるように、P相オフセット量を調整し、その後のP相オフセットでは、調整後のP相オフセット量だけ、P相スロープの開始レベルをオフセットさせる。
【０３７２】
したがって、参照信号出力部３３では、P相において、リセットレベルとしての信号線電圧と参照信号とがクロスするP相クロス点（図１７において三角印で示す）が、P相スロープの中点（図１７において丸印で示す）に一致するように、P相オフセット量を調整するフィードバック制御が行われる。
【０３７３】
かかるP相オフセット量の調整によれば、P相クロス点が、P相スロープの中点付近の位置になるように、P相オフセットが行われるため、イメージセンサ２としてのICチップの個体差等によらず、P相マージンを十分に確保することができる。
【０３７４】
なお、P相オフセット量の調整は、図１４で説明したP相オフセット量となるオフセット量pofL2やpofH2を変更することにより、いわば直接的に行う他、オフセット量pofL2やpofH2を求めるのに用いられる電圧pofC（図１４）を変更することにより、いわば間接的に行うことができる。
【０３７５】
図１８は、参照信号出力部３３が行う、上述のようなP相オフセット量の調整の処理を説明するフローチャートである。
【０３７６】
ステップＳ１１において、参照信号出力部３３は、最新の参照信号から、参照信号代表値を求め、処理は、ステップＳ１２に進む。
【０３７７】
ステップＳ１２では、参照信号出力部３３は、リセットレベル代表値を求め、処理は、ステップＳ１３に進む。
【０３７８】
ステップＳ１３では、参照信号出力部３３は、リセットレベル代表値が、参照信号代表値と一致しているかどうか（一致しているとみなすことができるかどうか）を判定する。
【０３７９】
ステップＳ１３において、リセットレベル代表値が、参照信号代表値と一致している（とみなすことができる）と判定された場合、すなわち、リセットレベル代表値と最新の参照信号のP相スロープとがクロスするP相クロス点が、P相スロープの中点付近に位置している場合、処理は、ステップＳ１１に戻る。
【０３８０】
すなわち、P相クロス点が、P相スロープの中点付近に位置している場合、P相オフセット量は、調整されず（調整する必要がなく）、現状の値が維持される。
【０３８１】
また、ステップＳ１３において、リセットレベル代表値が、参照信号代表値と一致していないと判定された場合、すなわち、リセットレベル代表値と最新の参照信号のP相スロープとがクロスするP相クロス点が、P相スロープの中点付近に位置していない場合、処理は、ステップＳ１４に進み、参照信号出力部３３は、リセットレベル代表値が、参照信号代表値よりも大であるかどうかを判定する。
【０３８２】
ステップＳ１４において、リセットレベル代表値が、参照信号代表値よりも大であると判定された場合、すなわち、P相クロス点が、P相スロープの中点付近よりも下部の点（P相スロープの終点に近い点）である場合、処理は、ステップＳ１５に進み、参照信号出力部３３は、次の参照信号の出力時のP相オフセット量を、所定の電圧だけ増加するように調整して、処理は、ステップＳ１１に戻る。
【０３８３】
この場合、次の参照信号の出力時のP相オフセット量が増加するので、その参照信号（次の参照信号）のP相スロープは、P相オフセット量が増加される前に比較して、下部の位置に配置される。
【０３８４】
一方、ステップＳ１４において、リセットレベル代表値が、参照信号代表値よりも大でないと判定された場合、すなわち、P相クロス点が、P相スロープの中点付近よりも上部の点（P相スロープの始点に近い点）である場合、処理は、ステップＳ１６に進み、参照信号出力部３３は、次の参照信号の出力時のP相オフセット量を、所定の電圧だけ減少するように調整して、処理は、ステップＳ１１に戻る。
【０３８５】
この場合、次の参照信号の出力時のP相オフセット量が減少するので、その参照信号（次の参照信号）のP相スロープは、P相オフセット量が減少される前に比較して、上部の位置に配置される。
【０３８６】
なお、図１８では、ステップＳ１４において、リセットレベル代表値と、参照信号代表値との大小関係を判定し、その大小関係に基づいて、所定の電圧だけ、P相オフセット量を増加又は減少させるように、P相オフセット量を調整することとしたが、P相オフセット量は、その他、例えば、リセットレベル代表値と参照信号代表値との差に基づいて、その差に対応する電圧だけ調整することができる。
【０３８７】
［P相の長さの短縮］
【０３８８】
図１９は、黒点回避モードにおいて、P相の長さを短縮する調整を行う場合の、信号線電圧と参照信号電圧との例を示す波形図である。
【０３８９】
図１７及び図１８で説明したP相オフセット量の調整によれば、P相クロス点が、P相スロープの中点付近の位置になるため、P相マージンを十分に確保することができる。
【０３９０】
このように、P相オフセット量の調整が行われ、P相クロス点が、P相スロープの中点付近の位置になった場合には、P相マージンが十分に確保されるため、P相スロープの終点を、手前側（時間的に前）に移動して、P相の長さを、多少短縮する調整を行っても、適切な輝度の被写体の撮像時に、P相外しは生じない。
【０３９１】
そこで、図１９に示すように、P相クロス点が、P相スロープの中点付近の位置になるように、P相オフセット量が、適切なオフセット量pofAJに調整された場合には、参照信号出力部３３は、P相オフセット量が、適切なオフセット量pofAJに調整された直後の参照信号（図１９において点線で示す）のP相スロープの終点を、手前側に移動して、P相の長さを短縮する調整を行い、図１９において実線で示す、P相の長さが短縮された参照信号を出力することができる。
【０３９２】
以上のように、P相オフセット量の調整後に、P相の長さを短縮する調整を行うことにより、適切な輝度の被写体の撮像時に、P相外しが生じることを防止しつつ、AD変換に要する時間の短縮を図り、さらに、低消費電力化を図ることができる。
【０３９３】
図２０は、参照信号出力部３３が行う、上述のようなP相オフセット量の調整と、P相の長さの短縮の処理を説明するフローチャートである。
【０３９４】
図２０では、ステップＳ２１ないしＳ２６において、図１８のステップＳ１１ないしＳ１６の場合とそれぞれ同様の処理が行われ、これにより、P相クロス点が、P相スロープの中点付近の位置になるように、P相オフセット量が、適切なオフセット量pofAJに調整される。
【０３９５】
そして、ステップＳ２３において、リセットレベル代表値が、参照信号代表値と一致していると判定された場合、すなわち、P相クロス点が、P相スロープの中点に一致している（とみなすことができる）場合、処理は、ステップＳ２７に進み、参照信号出力部３３は、P相オフセット量が、適切なオフセット量pofAJに調整された直後の参照信号のP相スロープの終点を、手前側に移動することにより、P相の長さを短縮する調整を行って、処理は、ステップＳ２８に進む。
【０３９６】
ここで、参照信号出力部３３は、P相の長さを短縮する調整を行った後は、そのP相の長さが短縮された参照信号を出力する。
【０３９７】
なお、ステップＳ２７では、例えば、あらかじめ定められた固定の長さ（時間）だけ、P相の長さを短縮することができる。また、ステップＳ２７では、センサゲインごとに、P相の長さを短縮する長さを定めておき、P相の長さを短縮するときのセンサゲインに対して定められた長さだけ、P相の長さを短縮することができる。
【０３９８】
ステップＳ２８では、参照信号出力部３３は、リセットレベル代表値を求め、処理は、ステップＳ２９に進む。
【０３９９】
ステップＳ２９では、参照信号出力部３３は、参照信号出力部３３は、リセットレベル代表値が、参照信号代表値と一致しているかどうか（一致しているとみなすことができるかどうか）を判定する。
【０４００】
ここで、ステップＳ２９において、リセットレベル代表値と一致しているかどうかの判定の対象となるのは、最新の参照信号の参照信号代表値ではなく、P相の長さを短縮する調整を行う直前の参照信号（P相オフセット量が、適切なオフセット量pofAJに調整された直後の参照信号）の参照信号代表値である。
【０４０１】
ステップＳ２９において、リセットレベル代表値が、参照信号代表値と一致している（とみなすことができる）と判定された場合、処理は、ステップＳ２８に戻る。
【０４０２】
この場合、P相の長さが短縮された参照信号の出力が続行される。
【０４０３】
一方、ステップＳ２９において、リセットレベル代表値が、参照信号代表値と一致していないと判定された場合、処理は、ステップＳ３０に進み、参照信号出力部３３は、参照信号のP相の長さを、デフォルト値に戻し、すなわち、例えば、あらかじめ定められた固定値や、図１５で説明したように、センサゲインに基づく長さに設定し、処理は、ステップＳ２１に戻る。
【０４０４】
図１９及び図２０では、P相クロス点が、P相スロープの中点付近に位置するように、P相オフセット量の調整を行い、その後、P相の長さを短縮する調整を行うこととしたが、P相オフセット量の調整と、P相の長さの短縮とは、適宜、交互に繰り返し行うことができる。
【０４０５】
図２１は、P相オフセット量の調整と、P相の長さの短縮とを、交互に繰り返し行う場合の、信号線電圧と参照信号電圧との例を示す波形図である。
【０４０６】
図１９及び図２０では、P相クロス点が、P相スロープの中点付近の位置になるように、P相オフセット量を、適切なオフセット量pofAJに調整した後の参照信号のP相スロープの終点を、手前側に移動して、P相の長さを短縮する調整を行った。
【０４０７】
図２１では、さらに、P相の長さを短縮する調整を行った後の参照信号（図２１において点線で示す）について、P相オフセット量を、P相クロス点が、P相スロープの中点付近の位置になるように調整し、その後、P相の長さを短縮する調整を行うことを繰り返す。
【０４０８】
図２１に示す実線は、P相オフセット量を、適切なオフセット量pofAJに調整し、さらに、P相の長さを短縮する調整を行った後の参照信号（図２１において点線で示す）について、再度、P相オフセット量を、P相クロス点が、P相スロープの中点付近の位置になるように、適切なオフセット量pofnewAJに調整した参照信号（の波形）を示している。
【０４０９】
以上のように、P相のオフセット量の調整と、P相の長さを短縮する調整とを繰り返すことにより、適切な輝度の被写体の撮像時に、P相外しが生じることを防止しつつ、AD変換に要する時間のさらなる短縮化と、さらなる低消費電力化とを図ることができる。
【０４１０】
図２２は、上述のようなP相オフセット量の調整と、P相の長さの短縮とを繰り返し行う処理を説明するフローチャートである。
【０４１１】
図２２では、ステップＳ４１ないしＳ４６において、図１８のステップＳ１１ないしＳ１６の場合とそれぞれ同様の処理が行われ、これにより、P相クロス点が、P相スロープの中点付近の位置になるように、P相オフセット量が、適切なオフセット量pofAJに調整される。
【０４１２】
そして、ステップＳ４３において、リセットレベル代表値が、参照信号代表値と一致していると判定された場合、すなわち、P相クロス点が、P相スロープの中点に一致している（とみなすことができる）場合、処理は、ステップＳ４７に進み、参照信号出力部３３は、現在のP相の長さが、あらかじめ求められたP相の長さの制限値より大であるかどうかを判定する。
【０４１３】
ここで、P相の長さの制限値とは、P相クロス点が、P相スロープの中点に一致している場合（P相クロス点が、P相スロープの中点付近に位置している場合）において、適切な輝度の被写体の撮像時に、P相外しが生じない（蓋然性が極めて高い）P相の長さの最小値である。
【０４１４】
P相の長さの制限値は、例えば、シミュレーション等によって、あらかじめ求められ、イメージセンサ２に設定される。なお、P相の長さの制限値は、例えば、センサゲイン（P相スロープの傾き）ごとに求めることができ、この場合、ステップＳ４７の判定の処理では、現在のセンサゲインに対するP相の長さの制限値が用いられる。
【０４１５】
ステップＳ４７において、P相の長さが制限値より大でないと判定された場合、すなわち、P相の長さが十分に短くなっている場合、処理は、ステップＳ４８をスキップして、ステップＳ４１に戻る。
【０４１６】
また、ステップＳ４７において、P相の長さが制限値より大であると判定された場合、すなわち、P相の長さを短縮しても、適切な輝度の被写体の撮像時に、P相外しが生じない（蓋然性が極めて高い）場合、処理は、ステップＳ４８に進み、参照信号出力部３３は、図２０のステップＳ２７と同様に、P相オフセット量が、適切なオフセット量pofAJに調整された直後の参照信号のP相スロープの終点を、手前側に移動することにより、P相の長さを短縮する調整を行って、処理は、ステップＳ４１に戻る。
【０４１７】
［オートゼロモードの選択］
【０４１８】
図２３は、オートゼロモードが通常モードである場合と黒点回避モードである場合とのそれぞれの場合の参照信号の例を示す波形図である。
【０４１９】
通常モードでは、図６で説明したように、オートゼロ処理は、画素リセット後に完了するように行われる。
【０４２０】
したがって、通常モードでは、図２３において点線で示すように、画素リセット中レベル（画素リセット中の信号線電圧）から、画素リセット後に生じるリセットフィードスルーによる電圧降下分だけ降下した電圧を基準とする位置に、参照信号（の波形）が配置される。
【０４２１】
一方、黒点回避モードでは、図１０で説明したように、オートゼロ処理は、画素リセットの期間中に完了するように行われる。
【０４２２】
したがって、黒点回避モードでは、図２３において実線で示すように、画素リセット中レベルを基準とする位置に、参照信号（の波形）が配置される。
【０４２３】
ところで、オートゼロ処理では、コンパレータ６１ｎ（図５）のFET７５及び７６がオン状態にされ、その後、オフ状態にされる。
【０４２４】
FET７５及び７６がオン状態にされることにより、反転入力端子IN1からコンデンサ７７を介してFET７１のゲートに印加される電圧（FET７１のゲート電圧）と、非反転入力端子IN2からコンデンサ７８を介してFET７２のゲートに印加される電圧（FET７２のゲート電圧）とが一致するように、コンデンサ７７及び７８には、電荷が蓄積される。
【０４２５】
そして、FET７５及び７６がオフ状態にされることにより、コンデンサ７７及び７８では、FET７５及び７６がオン状態になったときに蓄積された電荷が維持される。
【０４２６】
その結果、コンパレータ６１ｎは、FET７５及び７６がオン状態のときに（オフ状態になる直前に）コンパレータ６１ｎに与えられている２つの入力信号、すなわち、コンパレータ６１ｎの反転入力端子に供給されている参照信号と、非反転入力端子に供給されている信号線電圧とが一致している旨の比較結果が得られるように設定される。
【０４２７】
以上のようなオートゼロ処理において、FET７５及び７６がオン状態からオフ状態になったときに生じる、コンデンサ７７及び７８に対する僅かな電荷の移動等に起因して、参照信号（の波形）の位置が、上述した、画素リセット中レベルからリセットフィードスルーによる電圧降下分だけ降下した電圧を基準とする位置や、画素リセット中レベルを基準とする位置から、多少ずれる（参照信号の位置が上下にずれる）ことがある。この参照信号の位置のずれには、ばらつきがあり、このばらつきを、コンパレータばらつきともいう。
【０４２８】
また、画素リセット後に生じるリセットフィードスルーによる電圧降下は、一定値ではなく、やはり、ばらつきがある。リセットフィードスルーによる電圧降下のばらつきを、リセットフィードスルーばらつきともいう。
【０４２９】
通常モード及び黒点回避モードのいずれでも、信号線電圧と参照信号との位置関係は、コンパレータばらつきの影響を受ける。
【０４３０】
但し、通常モードでは、画素リセット中レベルからリセットフィードスルーによる電圧降下分だけ降下した電圧を基準とする位置に、参照信号が配置されるため、リセットフィードスルーばらつきがあっても、参照信号の位置は、そのリセットフィードスルーばらつきに従い、信号線電圧の位置とともにずれるので、信号線電圧と参照信号との位置関係は、リセットフィードスルーばらつきの影響を受けない。
【０４３１】
しかしながら、黒点回避モードでは、リセットフィードスルーによる電圧降下に影響を受けない画素リセット中レベルを基準とする位置に、参照信号が配置されるため、リセットフィードスルーばらつきによって信号線電圧の位置がずれると、信号線電圧と参照信号との位置関係は変化する。したがって、黒点回避モードでは、信号線電圧と参照信号との位置関係は、リセットフィードスルーばらつきの影響を受ける。
【０４３２】
以上のように、通常モードでは、信号線電圧と参照信号との位置関係は、コンパレータばらつきの影響を受けるが、リセットフィードスルーばらつきの影響を受けない。
【０４３３】
一方、黒点回避モードでは、信号線電圧と参照信号との位置関係は、コンパレータばらつきと、リセットフィードスルーばらつきとの両方の影響を受ける。
【０４３４】
したがって、黒点回避モードでは、通常モードとの比較では、リセットフィードスルーばらつきの影響を受ける分だけ、信号線電圧と参照信号との位置関係の変動が大になる。
【０４３５】
そのため、黒点回避モードにおいて、適切な輝度の被写体を撮像する場合に、通常モードと同程度のP相マージンを確保するためには、特に、センサゲインが高ゲインであるときには（P相スロープが緩やかであるときには）、リセットフィードスルーばらつきの影響を受ける分だけ、通常モード時よりも、P相スロープの長さ（ひいては、P相の長さ）を長くする必要がある。
【０４３６】
しなしながら、P相の長さを長くすると、信号線電圧のAD変換に要する時間が大になり、さらに、消費電力が増加する。
【０４３７】
そこで、イメージセンサ２では、通常モードと黒点回避モードとを、適応的に選択することができる。
【０４３８】
すなわち、イメージセンサ２において、オートゼロ制御部３２（図４）は、例えば、ユーザの操作等に従い、オートゼロモードとして、通常モード又は黒点回避モードを選択することができる。
【０４３９】
また、例えば、通常モードでは、太陽黒点が生じる可能性が低く、かつ、黒点回避モードでは、リセットフィードスルーばらつきの影響によって、P相外しが生じる可能性がある程度大きい場合には、オートゼロ制御部３２は、オートゼロモードとして、通常モードを選択することができる。
【０４４０】
さらに、例えば、通常モードでは、太陽黒点が生じる可能性が高い場合には、オートゼロ制御部３２は、オートゼロモードとして、黒点回避モードを選択することができる。
【０４４１】
図２４は、オートゼロモードの具体的な選択の方法の例を説明するための参照信号の例を示す波形図である。
【０４４２】
オートゼロ制御部３２（図４）は、例えば、センサゲイン（P相スロープの傾き）と、あらかじめ定められたセンサゲインの閾値（ゲイン閾値）とを比較し、その比較結果に基づいて、通常モード又は黒点回避モードを選択することができる。
【０４４３】
すなわち、センサゲインが、ゲイン閾値より大きく、高ゲインである場合、すなわち、P相スロープの傾きが緩やかで、P相外しが比較的生じやすい場合、オートゼロ制御部３２は、オートゼロモードとして、通常モードを選択することができる。
【０４４４】
この場合、参照信号出力部３３は、図２４において点線で示すように、画素リセット中レベルからリセットフィードスルーによる電圧降下分だけ降下した電圧を基準とする位置に配置される参照信号を出力する。
【０４４５】
一方、センサゲインが、ゲイン閾値より大きくなく、低ゲインである場合、すなわち、P相スロープの傾きが急峻で、P相外しが比較的生じにくい場合、オートゼロ制御部３２は、オートゼロモードとして、黒点回避モードを選択することができる。
【０４４６】
この場合、参照信号出力部３３は、図２４において実線で示すように、画素リセット中レベルを基準とする位置に配置される参照信号を出力する。
【０４４７】
図２５は、オートゼロ制御部３２が行う、オートゼロモードの選択の処理を説明するフローチャートである。
【０４４８】
ステップＳ６１において、オートゼロ制御部３２は、現在のセンサゲイン（P相スロープの傾き）を、参照信号出力部３３から取得し、処理は、ステップＳ６２に進む。
【０４４９】
ステップＳ６２では、オートゼロ制御部３２は、センサゲインが、あらかじめ定められたゲイン閾値より大であるかどうかを判定する。
【０４５０】
ステップＳ６２において、センサゲインが、ゲイン閾値より大であると判定された場合、すなわち、P相スロープの傾きが緩やかである場合、処理は、ステップＳ６３に進み、オートゼロ制御部３２は、オートゼロモードとして、通常モードを選択し、処理は、ステップＳ６１に戻る。
【０４５１】
また、ステップＳ６２において、センサゲインが、ゲイン閾値より大でないと判定された場合、すなわち、P相スロープの傾きが急峻である場合、処理は、ステップＳ６４に進み、オートゼロ制御部３２は、オートゼロモードとして、黒点回避モードを選択し、処理は、ステップＳ６１に戻る。
【０４５２】
ここで、太陽黒点が生じるような高輝度の被写体の撮像時に、P相外しやD相外し（によって、画素値として、画素最大値が出力され、太陽黒点が補正されること）が生じる生じやすさを、太陽黒点補正マージンということとする。
【０４５３】
センサゲインが低ゲインである場合（P相スロープの傾きが急峻である場合）、太陽黒点補正マージンは、相対的に小さく、適切な輝度の被写体の撮像時のP相マージンは、相対的に大きい。
【０４５４】
また、センサゲインが高ゲインである場合（P相スロープの傾きが緩やかである場合）、太陽黒点補正マージンは、相対的に大きく、適切な輝度の被写体の撮像時のP相マージンは、相対的に小さい。
【０４５５】
一方、通常モードでは、太陽黒点補正マージンは、相対的に小さく、適切な輝度の被写体の撮像時のP相マージンは、相対的に大きい。
【０４５６】
また、太陽黒点モードでは、太陽黒点補正マージンは、相対的に大きく、適切な輝度の被写体の撮像時のP相マージンは、相対的に小さくなることがある。
【０４５７】
そこで、センサゲインが低ゲインであり、太陽黒点補正マージンが相対的に小さく、適切な輝度の被写体の撮像時のP相マージンが相対的に大きい場合には、オートゼロ制御部３２は、太陽黒点補正マージンが相対的に大きく、適切な輝度の被写体の撮像時のP相マージンが相対的に小さくなることがある黒点回避モードを選択することができる。
【０４５８】
また、センサゲインが高ゲインであり、太陽黒点補正マージンが相対的に大きく、適切な輝度の被写体の撮像時のP相マージンが相対的に小さい場合には、オートゼロ制御部３２は、太陽黒点補正マージンが相対的に小さく、適切な輝度の被写体の撮像時のP相マージンが相対的に大きい通常モードを選択することができる。
【０４５９】
以上により、太陽黒点補正マージンと、適切な輝度の被写体の撮像時のP相マージンとの両方を、十分に確保することができる。
【０４６０】
以上のように、黒点回避モードでは、オートゼロ処理が、画素リセットの期間中に完了するように行われ、その結果、参照信号は、画素リセット後の信号線電圧の変動に影響されず、画素リセット中レベルを基準とする上部の位置に配置される。
【０４６１】
したがって、画素リセット後に信号線電圧が低下することにより、通常モードでは、参照信号が、下部の位置に配置されることによって生じる太陽黒点が現れることを防止することができる。
【０４６２】
また、黒点回避モードにおいて、参照信号を下部の方向に、リセットフィードスルーによる電圧降下に対応する電圧だけオフセットさせるP相オフセットを行うことにより、P相の長さを長くせずに、適切な輝度の被写体の撮像時のP相マージンを確保することができる。
【０４６３】
さらに、オートゼロモードとして、通常モードと黒点回避モードとを、適応的に選択することで、太陽黒点補正マージンと、適切な輝度の被写体の撮像時のP相マージンとの両方を、十分に確保することができる。
【０４６４】
なお、本実施の形態では、オートゼロモードとして、通常モードと黒点回避モードとを設けることとしたが、オートゼロモードとしては、黒点回避モードだけを設ける（通常モードを設けない）ことができる。
【０４６５】
［本技術を適用したコンピュータの説明］
【０４６６】
次に、上述した一連の処理は、ハードウェアにより行うこともできるし、ソフトウェアにより行うこともできる。一連の処理をソフトウェアによって行う場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、マイクロコンピュータ等のコンピュータ（CPUやDSP等のプロセッサ）にインストールされる。
【０４６７】
そこで、図２６は、上述した一連の処理を実行するプログラムがインストールされるコンピュータの一実施の形態の構成例を示している。
【０４６８】
プログラムは、コンピュータに内蔵されている記録媒体としてのハードディスク１０５やROM１０３に予め記録しておくことができる。
【０４６９】
あるいはまた、プログラムは、リムーバブル記録媒体１１１に格納（記録）しておくことができる。このようなリムーバブル記録媒体１１１は、いわゆるパッケージソフトウエアとして提供することができる。ここで、リムーバブル記録媒体１１１としては、例えば、フレキシブルディスク、CD-ROM(Compact Disc Read Only Memory)，MO(Magneto Optical)ディスク，DVD(Digital Versatile Disc)、磁気ディスク、半導体メモリ等がある。
【０４７０】
なお、プログラムは、上述したようなリムーバブル記録媒体１１１からコンピュータにインストールする他、通信網や放送網を介して、コンピュータにダウンロードし、内蔵するハードディスク１０５にインストールすることができる。すなわち、プログラムは、例えば、ダウンロードサイトから、ディジタル衛星放送用の人工衛星を介して、コンピュータに無線で転送したり、LAN(Local Area Network)、インターネットといったネットワークを介して、コンピュータに有線で転送することができる。
【０４７１】
コンピュータは、CPU(Central Processing Unit)１０２を内蔵しており、CPU１０２には、バス１０１を介して、入出力インタフェース１１０が接続されている。
【０４７２】
CPU１０２は、入出力インタフェース１１０を介して、ユーザによって、入力部１０７が操作等されることにより指令が入力されると、それに従って、ROM(Read Only Memory)１０３に格納されているプログラムを実行する。あるいは、CPU１０２は、ハードディスク１０５に格納されたプログラムを、RAM(Random Access Memory)１０４にロードして実行する。
【０４７３】
これにより、CPU１０２は、上述したフローチャートにしたがった処理、あるいは上述したブロック図の構成により行われる処理を行う。そして、CPU１０２は、その処理結果を、必要に応じて、例えば、入出力インタフェース１１０を介して、出力部１０６から出力、あるいは、通信部１０８から送信、さらには、ハードディスク１０５に記録等させる。
【０４７４】
なお、入力部１０７は、キーボードや、マウス、マイク等で構成される。また、出力部１０６は、LCD(Liquid Crystal Display)やスピーカ等で構成される。
【０４７５】
ここで、本明細書において、コンピュータがプログラムに従って行う処理は、必ずしもフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に行われる必要はない。すなわち、コンピュータがプログラムに従って行う処理は、並列的あるいは個別に実行される処理（例えば、並列処理あるいはオブジェクトによる処理）も含む。
【０４７６】
なお、本技術の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【０４７７】
すなわち、本技術は、ディジタルカメラの他、イメージセンサを搭載して画像を撮像する機能を有する携帯端末その他のあらゆる電子機器に適用可能である。
【０４７８】
なお、本技術は、以下のような構成をとることができる。
【０４７９】
＜１＞
レベルが変化する参照信号を出力する参照信号出力部と、
光電変換を行う光電変換素子を有し、電気信号を出力する画素から出力される前記電気信号と、前記参照信号出力部から出力される前記参照信号とを比較するコンパレータと、
前記電気信号と前記参照信号との比較結果に基づいて、前記電気信号と前記参照信号とが一致するまでの、前記参照信号の変化に要する時間をカウントすることにより得られるカウント値を、前記電気信号のAD(Analog Digital)変換結果として求めるカウンタと、
前記コンパレータに与えられている２つの入力信号が一致している旨の比較結果が得られるように、前記コンパレータを設定するオートゼロ処理を、前記画素がリセットされているリセット期間中に完了するように制御するオートゼロ制御部と
を備える電子機器。
＜２＞
前記参照信号出力部は、前記電気信号との比較が開始されるときの前記参照信号のレベルである開始レベルを低下するようにオフセットさせる
＜１＞に記載の電子機器。
＜３＞
前記参照信号出力部は、前記参照信号の傾きに基づいて、前記開始レベルのオフセット量を設定する
＜２＞に記載の電子機器。
＜４＞
前記参照信号出力部は、前記参照信号の傾きが急峻なほど、前記開始レベルのオフセット量を小に設定する
＜３＞に記載の電子機器。
＜５＞
前記参照信号出力部は、前記画素がリセットされた直後の前記電気信号であるリセットレベルのAD変換結果の、所定値に対する偏差が小さくなるように、前記開始レベルのオフセット量を調整する
＜２＞ないし＜４＞のいずれかに記載の電子機器。
＜６＞
前記所定値は、前記リセットレベルのAD変換結果を得るための、前記参照信号のレベルが変化する期間であるP相の中点に対応する値である
＜５＞に記載の電子機器。
＜７＞
前記参照信号出力部は、前記画素がリセットされた直後の前記電気信号であるリセットレベルのAD変換結果を得るための、前記参照信号のレベルが変化する期間であるP相の長さを設定する
＜２＞に記載の電子機器。
＜８＞
前記参照信号出力部は、前記参照信号の傾きに基づいて、前記P相の長さを設定する
＜７＞に記載の電子機器。
＜９＞
前記参照信号出力部は、前記参照信号の傾きが急峻なほど、前記P相の長さを小に設定する
＜８＞に記載の電子機器。
＜１０＞
前記参照信号出力部は、
前記リセットレベルのAD変換結果の、所定値に対する偏差が小さくなるように、前記開始レベルのオフセット量を調整し、
前記リセットレベルのAD変換結果の、所定値に対する偏差が小さくなった場合に、前記P相の長さを調整する
＜７＞ないし＜９＞のいずれかに記載の電子機器。
＜１１＞
前記参照信号出力部は、前記画素がリセットされているときの前記電気信号と、前記画素がリセットされた直後の前記電気信号との差に対応する電圧だけ、前記開始レベルをオフセットさせる
＜２＞に記載の電子機器。
＜１２＞
前記オートゼロ制御部は、前記オートゼロ処理を、前記リセット期間中に完了するか、又は、前記リセット期間経過後に完了するかを選択し、前記オートゼロ処理を制御する
＜１＞ないし＜９＞のいずれかに記載の電子機器。
＜１３＞
前記オートゼロ制御部は、前記オートゼロ処理を、前記リセット期間中に完了するか、又は、前記リセット期間経過後に完了するかを、前記参照信号の傾きに基づいて選択する
＜１２＞に記載の電子機器。
＜１４＞
前記オートゼロ制御部は、前記参照信号の傾きが急峻である場合に、前記オートゼロ処理を、前記リセット期間中に完了することを選択し、前記参照信号の傾きが急峻でない場合に、前記オートゼロ処理を、前記リセット期間経過後に完了することを選択する
＜１３＞に記載の電子機器。
＜１５＞
前記画素がリセットされた直後の前記電気信号であるリセットレベルのAD変換結果と、前記光電変換素子に蓄積された電荷に対応する前記電気信号である信号レベルのAD変換結果との差を、前記画素の画素値として出力する出力部をさらに備える
＜１＞ないし＜１４＞のいずれかに記載の電子機器。
＜１６＞
レベルが変化する参照信号を出力する参照信号出力部と、
光電変換を行う光電変換素子を有し、電気信号を出力する画素から出力される前記電気信号と、前記参照信号出力部から出力される前記参照信号とを比較するコンパレータと、
前記電気信号と前記参照信号との比較結果に基づいて、前記電気信号と前記参照信号とが一致するまでの、前記参照信号の変化に要する時間をカウントすることにより得られるカウント値を、前記電気信号のAD(Analog Digital)変換結果として求めるカウンタと
を備える電子機器の前記コンパレータに与えられている２つの入力信号が一致している旨の比較結果が得られるように、前記コンパレータを設定するオートゼロ処理を、前記画素がリセットされているリセット期間中に完了するように行う
ステップを含む制御方法。
＜１７＞
レベルが変化する参照信号を出力する参照信号出力部と、
光電変換を行う光電変換素子を有し、電気信号を出力する画素と、
前記画素から出力される前記電気信号と、前記参照信号出力部から出力される前記参照信号とを比較するコンパレータと、
前記電気信号と前記参照信号との比較結果に基づいて、前記電気信号と前記参照信号とが一致するまでの、前記参照信号の変化に要する時間をカウントすることにより得られるカウント値を、前記電気信号のAD(Analog Digital)変換結果として求めるカウンタと、
前記コンパレータに与えられている２つの入力信号が一致している旨の比較結果が得られるように、前記コンパレータを設定するオートゼロ処理を、前記画素がリセットされているリセット期間中に完了するように制御するオートゼロ制御部と
を備えるイメージセンサ。
【符号の説明】
【０４８０】
１  光学系，  ２  イメージセンサ，  ３  メモリ，  ４  信号処理部，  ５  出力部，  ６  制御部，  １０  画素アレイ，  １１１，１ないし１１Ｍ，Ｎ  画素，  ２０  制御部，  ２１  画素駆動部，  ２２  列並列AD変換部，  ３１１ないし３１Ｎ  ADC，  ３２  オートゼロ制御部，  ３２Ａ  オートゼロ制御線，  ３３  参照信号出力部，  ３３Ａ  参照信号線，  ３４  クロック出力部，  ３４Ａ  クロック線，  ４１１ないし４１Ｍ  画素制御線，  ４２１ないし４２Ｎ  垂直信号線，  ４３１ないし４３Ｎ  電流源，  ５１  PD，  ５２  転送Tr，  ５３  FD，  ５４  リセットTr，  ５５  増幅Tr，  ５６  選択Tr，  ６１１ないし６１Ｎ  コンパレータ，  ６２１ないし６２Ｎ  カウンタ，  ７１ないし７６  FET，  ７７，７８  コンデンサ，  ７９  電流源，  １０１  バス，  １０２  CPU，  １０３  ROM，  １０４  RAM，  １０５  ハードディスク，  １０６  出力部，  １０７  入力部，  １０８  通信部，  １０９  ドライブ，  １１０  入出力インタフェース，  １１１  リムーバブル記録媒体
【図１】
2014165845.tif 000003
【図２】
2014165845.tif 000004
【図３】
2014165845.tif 000005
【図４】
2014165845.tif 000006
【図５】
2014165845.tif 000007
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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