【手続補正書】
【提出日】平成27年7月28日(2015.7.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換により電荷を生成する光電変換素子と、前記電荷が転送されるフローティングディフュージョン部と、前記フローティングディフュージョン部の電位に基づく信号を出力する増幅トランジスタとを有する画素と、
前記画素から出力された信号を所定のゲインで増幅する増幅回路と、
ＡＤ変換部と、
補正部と、を有し、
リセットされた前記フローティングディフュージョン部の電位に基づく第１の信号を前記画素が出力し、
前記ＡＤ変換部は、前記増幅回路が前記第１の信号に基づいて出力する第１の出力信号と時間に対して電位が変化する参照信号とを比較することによって、前記第１の出力信号をＡＤ変換した第１のデジタル値を出力し、
前記電荷が転送された前記フローティングディフュージョン部の電位に基づく第２の信号を前記画素が出力し、
前記増幅回路が前記第２の信号に基づいて出力する第２の出力信号が基準信号より大きい場合には前記増幅回路のゲインを第１のゲインに設定し、
前記第２の出力信号が基準信号より小さい場合には前記増幅回路のゲインを、前記第１のゲインより大きい第２のゲインに設定し、
さらに、前記増幅回路のゲインを前記第１のゲイン又は前記第２のゲインに設定後、前記第２の信号に基づいて前記増幅回路が出力する第３の出力信号と時間に対して変化する参照信号とを比較することによって前記第３の出力信号をＡＤ変換した第２のデジタル値を出力し、
前記補正部は、
前記第１のデジタル値と第２のデジタル値のＡＤ変換の分解能が異なる場合には、前記分解能の違いを低減するように、前記第１のデジタル値と前記第２のデジタル値の少なくとも一方の補正を行うこと
を特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記補正部は、前記第２のデジタル値をビットシフトすることにより、前記補正を行うことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
前記補正部はカウンタ回路を含み、前記第１のデジタル値をダウンカウント又はアップカウントし、前記第１のデジタル値のアップダウン方向と逆方向になるように前記第２のデジタル値をカウントすることを特徴とする請求項１又は２記載の撮像装置。
【請求項４】
前記画素、前記増幅回路、前記ＡＤ変換部、及び前記補正部を複数有し、
さらに、前記複数の補正部はカウンタ回路を共有し、
前記複数の補正部の各々は、前記カウンタ回路から出力されるカウントデータを前記第１のデジタル値及び第２のデジタル値として保持するメモリを有すること
を特徴とする請求項１又は２記載の撮像装置。
【請求項５】
前記増幅回路は、前記第１の信号を前記第１のゲイン又は第２のゲインで増幅することによって前記第１の出力信号を得ることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記増幅回路は、前記第２の信号を前記第１のゲイン又は第２のゲインで増幅することによって前記第２の出力信号を得ることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記補正部はカウンタ回路を含み、
前記カウンタ回路は、前記第１の出力信号と前記参照信号との大小関係が逆転するまでの間に前記第１のデジタル値のカウントを行い、
その後、前記カウンタ回路は、前記第３の出力信号と前記参照信号との大小関係が逆転するまでの間に前記第２のデジタル値のカウントを行うことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記増幅回路は、
反転入力端子、非反転入力端子及び出力端子を有するオペアンプと、
前記オペアンプの反転入力端子及び前記出力端子間に並列に接続される複数の第１の容量及び第１のスイッチの直列接続回路と、
複数の前記第１の容量及び前記第１のスイッチの相互接続点と前記オペアンプの非反転入力端子との間に接続される複数の第２のスイッチと、
前記オペアンプの反転入力端子と前記画素との間に接続される第２の容量とを有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記増幅回路は、
前記第１のゲインに設定可能な第１の増幅回路と、
前記第２のゲインに設定可能な第２の増幅回路とを有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記第１の増幅回路は、
反転入力端子、非反転入力端子及び出力端子を有する第１のオペアンプと、
前記第１のオペアンプの反転入力端子及び前記出力端子間に並列に接続される複数の第１の容量及び第１のスイッチの直列接続回路と、
前記第１のオペアンプの反転入力端子と前記画素との間に接続される第２の容量とを有し、
前記第２の増幅回路は、
反転入力端子、非反転入力端子及び出力端子を有する第２のオペアンプと、
前記第２のオペアンプの反転入力端子及び前記出力端子間に並列に接続される複数の第３の容量及び第３のスイッチの直列接続回路と、
前記第２のオペアンプの反転入力端子と前記画素との間に接続される第４の容量とを有することを特徴とする請求項９記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記増幅回路は、前記第１のゲインが設定されると、前記第１の増幅回路の出力信号のみを前記ＡＤ変換部に出力し、前記第２のゲインが設定されると、前記第１の増幅回路の出力信号及び前記第２の増幅回路の出力信号を加算した信号を前記ＡＤ変換部に出力することを特徴とする請求項１０記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記増幅回路の複数の出力を前記ＡＤ変換部に接続した状態で、前記増幅回路及び前記ＡＤ変換部は初期状態にリセットされることを特徴とする請求項１０又は１１記載の撮像装置。
【請求項１３】
前記第３の出力信号と比較するための前記参照信号は、時間に対する電位の変化量が異なる複数の参照信号の中から選択された参照信号であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１４】
第１の撮影感度と第２の撮影感度において、
前記第１の撮影感度における前記第１のゲインと前記第２の撮影感度における前記第１のゲインとは同じであり、
前記第２の撮影感度における前記第２のゲインと前記第２の撮影感度における前記第２のゲインとは同じであり、
前記第１の撮影感度と前記第２の撮影感度とで、前記参照信号の時間に対する電位の変化量が変わることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１５】
第１の撮影感度と第２の撮影感度において、
前記第１の撮影感度における前記第１のゲインと前記第２の撮影感度における前記第１のゲインとは異なる値であり、
前記第１の撮影感度における前記第２のゲインと前記第２の撮影感度における前記第２のゲインとは異なる値であり、
前記第１の撮影感度と前記第２の撮影感度とで、前記参照信号の傾きは同じであることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１６】
前記第１の撮影感度における前記第１のゲインと前記第２のゲインとのゲイン比と、前記第２の撮影感度における前記第１のゲインと前記第２のゲインとのゲイン比とが同じであることを特徴とする請求項１４又は１５記載の撮像装置。
【請求項１７】
前記画素が複数行及び複数列に渡って配された複数の画素を有し、
１行に配された前記複数列の画素の前記第１の信号と前記第２の信号との読出しにおいて、前記第１のゲインと前記第２のゲインとのゲイン比が一定であることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１８】
前記複数行に配された画素の前記第１の信号と前記第２の信号との読出しにおいて、前記第１のゲインと前記第２のゲインとのゲイン比が一定であることを特徴とする請求項１７記載の撮像装置。
【請求項１９】
前記増幅回路はＣＤＳ処理機能を有するＣＤＳ処理部と、オペアンプとを有し、
前記第１の信号が前記画素から前記ＣＤＳ処理部に出力され、前記ＣＤＳ処理部は前記第１の信号を保持し、
前記第１の信号が前記画素から前記ＣＤＳ処理部に出力されている期間に前記第１の信号を保持した前記ＣＤＳ処理部が前記オペアンプに出力する信号を、前記オペアンプが増幅した信号が前記第１の出力信号であり、
前記第２の信号が前記画素から前記ＣＤＳ処理部に出力されている期間に前記第１の信号を保持した前記ＣＤＳ処理部が前記オペアンプに出力する信号を、前記オペアンプが増幅した信号が前記第２の出力信号であり、
前記第２の信号が前記画素から前記ＣＤＳ処理部に出力されている期間に前記第１の信号を保持した前記ＣＤＳ処理部が前記オペアンプに出力する信号を、前記オペアンプが前記第１のゲイン又は前記第２のゲインで増幅した信号が前記第３の出力信号であることを特徴とする請求項１〜１８のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項２０】
請求項１〜１９のいずれか１項に記載の撮像装置と、
前記画素に光を集光させる光学部と、
前記撮像装置から出力された信号を処理する映像信号処理部と
を有することを特徴とする撮像システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明の撮像装置は、光電変換により電荷を生成する光電変換素子と、前記電荷が転送されるフローティングディフュージョン部と、前記フローティングディフュージョン部の電位に基づく信号を出力する増幅トランジスタとを有する画素と、前記画素から出力された信号を所定のゲインで増幅する増幅回路と、ＡＤ変換部と、補正部と、を有し、リセットされた前記フローティングディフュージョン部の電位に基づく第１の信号を前記画素が出力し、前記ＡＤ変換部は、前記増幅回路が前記第１の信号に基づいて出力する第１の出力信号と時間に対して電位が変化する参照信号とを比較することによって、前記第１の出力信号をＡＤ変換した第１のデジタル値を出力し、前記電荷が転送された前記フローティングディフュージョン部の電位に基づく第２の信号を前記画素が出力し、前記増幅回路が前記第２の信号に基づいて出力する第２の出力信号が基準信号より大きい場合には前記増幅回路のゲインを第１のゲインに設定し、前記第２の出力信号が基準信号より小さい場合には前記増幅回路のゲインを、前記第１のゲインより大きい第２のゲインに設定し、さらに、前記増幅回路のゲインを前記第１のゲイン又は前記第２のゲインに設定後、前記第２の信号に基づいて前記増幅回路が出力する第３の出力信号と時間に対して変化する参照信号とを比較することによって前記第３の出力信号をＡＤ変換した第２のデジタル値を出力し、前記補正部は、前記第１のデジタル値と第２のデジタル値のＡＤ変換の分解能が異なる場合には、前記分解能の違いを低減するように、前記第１のデジタル値と前記第２のデジタル値の少なくとも一方の補正を行うことを特徴とする。