(57)【要約】【課題】ノイズ特性の悪化を抑制し、画質の低下を抑制することができる固体撮像装置を提供する。【解決手段】本発明に係る固体撮像装置１は、行列状に配置され、受光量に応じた画素信号を出力する複数の画素１１を有する画素部１０と、複数の画素１１の列に対応して設けられた複数の列信号線１２と、複数の列信号線１２に対応して設けられた複数のカラムアンプ回路４０とを備え、複数のカラムアンプ回路４０のそれぞれは、画素信号を増幅する増幅器４１と、増幅動作とリセット動作とを切り替えるリセットスイッチ部５０を備え、リセットスイッチ部５０は、リセット動作中に導通状態となり、増幅動作中に非導通状態となるリセットスイッチ５１及び５２と、増幅器４１に並列に接続され、リセット動作中に、リセットスイッチ５１及び５２を介してカラムアンプ回路４０に入力されるノイズ成分を除去するためのローパスフィルタを構成するＬＰＦ容量５３とを備える。【選択図】図１
2011254263.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
行列状に配置され、受光量に応じた画素信号を出力する複数の画素を有する画素部と、
前記複数の画素の列に対応して設けられた複数の列信号線と、
前記複数の列信号線に対応して設けられ、対応する列信号線を介して前記複数の画素から出力される画素信号を処理する複数のカラムアンプ回路とを備え、
前記複数のカラムアンプ回路のそれぞれは、
前記画素信号を増幅する増幅器と、
前記増幅器による増幅動作と、前記カラムアンプ回路を初期化するリセット動作とを切り替えるリセットスイッチ部を備え、
前記リセットスイッチ部は、
前記増幅器に並列に接続されたスイッチ部と、
前記スイッチ部を介して前記カラムアンプ回路に入力されるノイズ成分を除去するためのローパスフィルタを構成するＬＰＦ容量とを備える
固体撮像装置。
【請求項２】
前記複数のカラムアンプ回路のそれぞれは、さらに、
前記増幅器に並列に接続されたフィードバック容量と、
前記増幅器に直列に接続されたサンプリング容量とを備える
請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記スイッチ部は、直列に接続された第１スイッチ素子及び第２スイッチ素子を備え、
前記ＬＰＦ容量は、一端が、前記第１スイッチ素子と前記第２スイッチ素子との接続点に接続され、他端が接地されている
請求項２記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記増幅器は、シングル型増幅器又は差動型増幅器である
請求項１〜３のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記フィードバック容量及び前記サンプリング容量は、容量値可変型である
請求項２〜４のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項６】
前記フィードバック容量及び前記サンプリング容量の少なくとも一方は、容量値固定型である
請求項２〜４のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項７】
前記ＬＰＦ容量は、前記フィードバック容量の一部である
請求項２〜６のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項８】
前記スイッチ部は、
直列に接続された第１スイッチ素子及び第２スイッチ素子と、
前記ＬＰＦ容量の一端に接続された第３スイッチ素子と、
前記ＬＰＦ容量の他端に接続された第４スイッチ素子とを備え、
前記ＬＰＦ容量は、
前記一端が、前記第１スイッチ素子と前記第２スイッチ素子との接続点に前記第３スイッチ素子を介して接続され、前記他端は、前記第４スイッチ素子を介して接地され、
前記リセットスイッチ部は、さらに、
前記ＬＰＦ容量の前記一端と、前記増幅器の入力端子とに接続された第１アンプスイッチと、
前記ＬＰＦ容量の前記他端と、前記増幅器の出力端子とに接続された第２アンプスイッチとを備え、
前記第１アンプスイッチ及び前記第２アンプスイッチは、
前記カラムアンプ回路に設定されたゲインが所定の閾値より高い場合、前記リセット動作中及び前記増幅動作中の双方で、非導通状態となる
請求項７記載の固体撮像装置。
【請求項９】
前記固体撮像装置は、前記カラムアンプ回路で増幅された画素信号を、アナログ信号又はデジタル信号として出力する
請求項１〜８のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項１０】
前記画素部では、１つの画素又は複数の画素で１つの画素セルが構成されている
請求項１〜９のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像装置に関し、特に、カラムアンプ回路を有する固体撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
カメラ業界において、近年ますます高画質化の要求が高まるなか、ノイズ特性の向上は、業界共通の課題であるとともにますます重要度を増してきている。例えば、特許文献１には、ノイズの低減を目的とした固体撮像装置が開示されている。
【０００３】
図７は、特許文献１に記載されている従来の固体撮像装置２００の全体構成を示す図である。
【０００４】
図７に示す従来の固体撮像装置２００は、画素部２１０と、列信号線２２０と、カラムアンプ回路２４０を有するノイズ除去回路部２３０とを備える。また、カラムアンプ回路２４０は、増幅器２４１と、サンプリング容量２４２と、フィードバック容量２４３と、リセットスイッチ２４４とを備える。
【０００５】
従来の固体撮像装置２００において、カラムアンプ回路２４０は、リセットスイッチ２４４をオンすることで、リセット動作を行う。また、カラムアンプ回路２４０は、リセットスイッチ２４４をオフすることで、アンプ動作を行う。これにより、カラムアンプ回路２４０は、増幅の機能とともにノイズ除去（アナログＣＤＳ）の機能も担っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２６７９７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来の固体撮像装置では、リセット動作期間中（リセットスイッチがＯＮ時）に、カラムアンプ回路より後段の回路部で発生するノイズ（例えば、後段の回路部の駆動パルスの立上がり及び立下りエッジ起因による）などの影響が、リセットスイッチを通してカラムアンプ回路の入力段へ伝わる。これにより、ノイズ特性が悪化し、画質が低下するという課題が発生する。
【０００８】
そこで、本発明は、ノイズ特性の悪化を抑制し、画質の低下を抑制することができる固体撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明に係る固体撮像装置は、行列状に配置され、受光量に応じた画素信号を出力する複数の画素を有する画素部と、前記複数の画素の列に対応して設けられた複数の列信号線と、前記複数の列信号線に対応して設けられ、対応する列信号線を介して前記複数の画素から出力される画素信号を処理する複数のカラムアンプ回路とを備え、前記複数のカラムアンプ回路のそれぞれは、前記画素信号を増幅する増幅器と、前記増幅器による増幅動作と、前記カラムアンプ回路を初期化するリセット動作とを切り替えるリセットスイッチ部を備え、前記リセットスイッチ部は、前記増幅器に並列に接続されたスイッチ部と、前記スイッチ部を介して前記カラムアンプ回路に入力されるノイズ成分を除去するためのローパスフィルタを構成するＬＰＦ容量とを備える。
【００１０】
これにより、リセット動作時にはＬＰＦ容量がローパスフィルタを構成するので、カラムアンプ回路より後段の回路部で発生するノイズを除去することができる。したがって、ノイズ特性の悪化を抑制し、画質の低下を抑制することができる。
【００１１】
また、前記複数のカラムアンプ回路のそれぞれは、さらに、前記増幅器に並列に接続されたフィードバック容量と、前記増幅器に直列に接続されたサンプリング容量とを備えてもよい。
【００１２】
また、前記スイッチ部は、直列に接続された第１スイッチ素子及び第２スイッチ素子を備え、前記ＬＰＦ容量は、一端が、前記第１スイッチ素子と前記第２スイッチ素子との接続点に接続され、他端が接地されていてもよい。
【００１３】
これにより、リセット動作時にはＬＰＦ容量がローパスフィルタを構成するので、ノイズを除去することができるとともに、アンプ動作時にはＬＰＦ容量が存在しないものとして扱われるので、アンプ動作期間中に要求される応答特性及び信号振幅量などを劣化させることもない。
【００１４】
また、前記増幅器は、シングル型増幅器又は差動型増幅器であってもよい。
【００１５】
これにより、増幅器の種別に関わらず、ノイズ特性を向上させ、画質の低下を抑制することができる。
【００１６】
また、前記フィードバック容量及び前記サンプリング容量は、容量値可変型であってもよい。
【００１７】
これにより、サンプリング容量及びフィードバック容量が固定容量であるか可変容量であるかに関わらず、ノイズ特性を向上させ、画質の低下を抑制することができる。
【００１８】
また、前記フィードバック容量及び前記サンプリング容量の少なくとも一方は、容量値固定型であってもよい。
【００１９】
これにより、サンプリング容量及びフィードバック容量が固定容量であるか可変容量であるかに関わらず、ノイズ特性を向上させ、画質の低下を抑制することができる。
【００２０】
また、前記ＬＰＦ容量は、前記フィードバック容量の一部であってもよい。
【００２１】
これにより、フィードバック容量の一部を、ローパスフィルタを構成するための容量として利用するので、カラムアンプ回路の面積を削減することができる。
【００２２】
また、前記スイッチ部は、直列に接続された第１スイッチ素子及び第２スイッチ素子と、前記ＬＰＦ容量の一端に接続された第３スイッチ素子と、前記ＬＰＦ容量の他端に接続された第４スイッチ素子とを備え、前記ＬＰＦ容量は、前記一端が、前記第１スイッチ素子と前記第２スイッチ素子との接続点に前記第３スイッチ素子を介して接続され、前記他端は、前記第４スイッチ素子を介して接地され、前記リセットスイッチ部は、さらに、前記ＬＰＦ容量の前記一端と、前記増幅器の入力端子とに接続された第１アンプスイッチと、前記ＬＰＦ容量の前記他端と、前記増幅器の出力端子とに接続された第２アンプスイッチとを備え、前記第１アンプスイッチ及び前記第２アンプスイッチは、前記カラムアンプ回路に設定されたゲインが所定の閾値より高い場合、前記リセット動作中及び前記増幅動作中の双方で、非導通状態となってもよい。
【００２３】
これにより、各スイッチの導通及び非導通を切り替えることで、容易にフィードバック容量の一部を、ローパスフィルタを構成するためのＬＰＦ容量として利用することができる。
【００２４】
また、前記固体撮像装置は、前記カラムアンプ回路で増幅された画素信号を、アナログ信号又はデジタル信号として出力してもよい。
【００２５】
これにより、出力がアナログであるかデジタルであるかに関わらず、ノイズの特性を向上させ、画質の低下を抑制することができる。
【００２６】
また、前記画素部では、１つの画素又は複数の画素で１つの画素セルが構成されていてもよい。
【００２７】
これにより、画素部の構成に関わらず、ノイズ特性を向上させ、画質の低下を抑制することができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明に係る固体撮像装置によれば、ノイズ特性を向上させることで、画質の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る固体撮像装置の構成の一例を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１の変形例に係る固体撮像装置のカラムアンプ回路の構成の一例を示す図である。
【図３Ａ】本発明の実施の形態１の変形例に係る固体撮像装置のカラムアンプ回路の構成の一例を示す図である。
【図３Ｂ】本発明の実施の形態１の変形例に係る固体撮像装置のカラムアンプ回路の構成の一例を示す図である。
【図３Ｃ】本発明の実施の形態１の変形例に係る固体撮像装置のカラムアンプ回路の構成の一例を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係る固体撮像装置の構成の一例を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態の変形例における固体撮像装置の列回路の構成の一例を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態の変形例における固体撮像装置の画素部の構成の一例を示す図である。
【図７】従来の固体撮像装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明に係る固体撮像装置の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３１】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係る固体撮像装置は、受光量に応じた画素信号を出力する複数の画素部と、複数の画素部の列に対応して設けられた複数の列信号線と、複数の列信号線に対応して設けられ、対応する列信号線を介して複数の画素部から出力される画素信号を処理する複数のカラムアンプ回路とを備える。複数のカラムアンプ回路のそれぞれは、画素信号を増幅する増幅器と、増幅器による増幅動作、及び、カラムアンプ回路を初期化するリセット動作を切り替えるリセットスイッチ部を備える。リセットスイッチ部は、増幅器に並列に接続され、リセット動作中に導通状態となり、増幅動作中に非導通状態となるスイッチ部と、スイッチ部を介してカラムアンプ回路に入力されるノイズ成分を除去するためのローパスフィルタを構成するＬＰＦ容量とを備える。
【００３２】
図１は、本発明の実施の形態１に係る固体撮像装置１の構成の一例を示す図である。図１に示すように、本発明の実施の形態１に係る固体撮像装置１は、画素部１０と、垂直走査回路２０と、複数の列回路３０とを備える。
【００３３】
画素部１０は、複数の画素１１と、複数の列信号線１２とを備える。
【００３４】
複数の画素１１は、行列状に配置される。複数の画素１１のそれぞれは、受光量に応じた画素信号を出力する。具体的には、画素１１は、入射光を光電変換することで、受光量に応じた電気信号である画素信号を生成し、生成した画素信号を出力する。
【００３５】
複数の列信号線１２は、複数の画素１１の列に１対１に対応して設けられる。つまり、複数の列信号線１２は、対応する複数の画素１１の画素信号を列毎に転送する。
【００３６】
垂直走査回路２０は、複数の画素１１を行単位で制御する。
【００３７】
複数の列回路３０は、画素部１０から転送される画素信号を処理する回路であり、列信号線１２に対応して設けられる。図１に示すように、列回路３０は、基準電流源３１と、アナログ信号処理部３２と、Ａ／Ｄ変換部３３と、デジタル信号処理部３４と、カラムアンプ回路４０とを備える。
【００３８】
基準電流源３１は、列信号線１２を介して画素１１から画素信号を転送するための電流を供給する。アナログ信号処理部３２は、カラムアンプ回路４０から出力される出力信号をアナログ処理する。Ａ／Ｄ変換部３３は、アナログ信号処理部３２から出力されるアナログ信号をデジタル信号へ変換する。
【００３９】
デジタル信号処理部３４は、Ａ／Ｄ変換後のデジタル信号をデジタル処理する。そして、デジタル信号処理部３４は、デジタル処理後のデジタル信号６０を出力する。
【００４０】
カラムアンプ回路４０は、列信号線１２を介して、複数の画素１１から出力される画素信号を処理する回路である。具体的には、カラムアンプ回路４０は、画素信号を増幅する増幅動作（アンプ動作）と、カラムアンプ回路４０を初期化するリセット動作とを行う。
【００４１】
図１に示すように、カラムアンプ回路４０は、シングル型増幅器４１と、容量値可変型のサンプリング容量４２と、容量値可変型のフィードバック容量４３と、リセット動作期間中にローパスフィルタ（ＬＰＦ）構成になるリセットスイッチ部５０とを備える。
【００４２】
シングル型増幅器４１は、増幅器の一例であり、列信号線１２を介して転送された画素信号を増幅する。シングル型増幅器４１は、リセットスイッチ部５０に並列に接続されている。
【００４３】
サンプリング容量４２は、容量値可変型のサンプリング容量（又は、入力容量）の一例であり、列信号線１２を介して転送された画素信号を保持する。サンプリング容量４２は、リセットスイッチ部５０、シングル型増幅器４１及びフィードバック容量４３のそれぞれと直列に接続されている。
【００４４】
フィードバック容量４３は、容量値可変型のフィードバック容量の一例であり、シングル型増幅器４１のゲインの設定に利用される。フィードバック容量４３は、リセットスイッチ部５０及びシングル型増幅器４１のそれぞれと並列に接続されている。
【００４５】
リセットスイッチ部５０は、シングル型増幅器４１に並列に接続され、リセット動作中に導通状態となり、増幅動作中に非導通状態となる。図１に示すように、リセットスイッチ部５０は、リセットスイッチ５１及び５２と、ＬＰＦ容量５３とを有する。
【００４６】
リセットスイッチ５１及び５２は、第１スイッチ素子及び第２スイッチ素子の一例であり、リセット動作中に導通状態となり、増幅動作中に非導通状態となる。リセットスイッチ５１とリセットスイッチ５２とは、互いに直列接続されている。リセットスイッチ５１とリセットスイッチ５２との接続点に、ＬＰＦ容量５３の一端が接続されている。
【００４７】
ＬＰＦ容量５３は、リセット動作中に、リセットスイッチ５１及び５２を介してカラムアンプ回路４０の入力端に入力されるノイズ成分を除去するためのローパスフィルタを構成する。ＬＰＦ容量５３は、一端がリセットスイッチ５１とリセットスイッチ５２との接続点に接続され、他端が接地されている。
【００４８】
なお、カラムアンプ回路４０を初期化するリセット動作とは、カラムアンプ回路４０が備えるフィードバック容量４３及びサンプリング容量４２を初期化することである。すなわち、リセット動作とは、フィードバック容量４３及びサンプリング容量４２を、カラムアンプ回路４０に画素信号が入力される前の状態に戻すことである。
【００４９】
カラムアンプ回路４０では、基本的な動作として、リセットスイッチ５１及びリセットスイッチ５２をオンする、すなわち、導通状態にすることで、リセット動作を行う。また、リセットスイッチ５１及びリセットスイッチ５２をオフする、すなわち、非導通状態にすることで、アンプ動作を行う。これにより、カラムアンプ回路４０は、増幅の機能とともに、ノイズ除去（アナログＣＤＳ）の機能も担っている。
【００５０】
さらに、本発明の実施の形態１に係る固体撮像装置１では、リセットスイッチ部５０において、リセット動作期間中にリセットスイッチ５１とリセットスイッチ５２とがそれぞれオンすることで、カラムアンプ回路４０の出力側から見た場合にリセットスイッチ５２とＬＰＦ容量５３とでＬＰＦを構成している。このため、リセット動作期間中にカラムアンプ回路４０より後段の回路部で発生するノイズ（後段回路部の駆動パルスの立上がり及び立下りエッジ起因によるもの）などの影響が、リセットスイッチ部５０を通してカラムアンプ回路４０の入力側へ伝わることを抑制することができる。このように、リセットスイッチ部５０は、ノイズ特性の悪化を低減することができる。
【００５１】
また、アンプ動作期間中は、リセットスイッチ５１とリセットスイッチ５２とがそれぞれオフされる、すなわち、非導通状態になるため、カラムアンプ回路４０の出力側及び入力側のどちらから見てもＬＰＦ容量５３は見えない構成になる。このため、アンプ動作期間中に要求される応答特性及び信号振幅量などを劣化させることもなく、ノイズ特性の向上が可能になる。
【００５２】
以上の構成に示すように、本発明の実施の形態１に係る固体撮像装置１は、アンプ動作中には導通状態になり、リセット動作中には非導通状態になるリセットスイッチと、リセット動作中にローパスフィルタを構成する容量とを備えるリセットスイッチ部を備える。この構成により、アンプ動作中に要求される応答特性及び信号振幅量などを劣化させることなく、ノイズ特性を向上させることができる。したがって、本発明の実施の形態１に係る固体撮像装置１によれば、画質の低下を抑制することができる。
【００５３】
なお、本発明の実施の形態１に係る固体撮像装置１には、以下のように各種の変形を加えることができる。
【００５４】
（変形例１）
例えば、本発明の実施の形態の変形例１に係る固体撮像装置では、カラムアンプ回路が、シングル型増幅器ではなく、差動型増幅器を備えている。
【００５５】
図２は、本発明の実施の形態の変形例１に係る固体撮像装置のカラムアンプ回路４０ａの回路構成の一例を示す図である。
【００５６】
図１の構成と比較すると、カラムアンプ回路４０ａは、シングル型増幅器４１の代わりに差動型増幅器４１ａを備える点が異なっている。このように、画素信号を増幅する増幅器が差動型増幅器４１ａで構成されている場合であっても、アンプ動作期間中に要求される応答特性及び信号振幅量などを劣化させることもなく、ノイズ特性を向上させることができる。
【００５７】
（変形例２）
本発明の実施の形態の変形例２に係る固体撮像装置では、サンプリング容量及びフィードバック容量の少なくとも１つが、容量値固定型の容量である。
【００５８】
図３Ａ〜図３Ｃは、本発明の実施の形態の変形例２に係る固体撮像装置のカラムアンプ回路４０ｂ〜４０ｄの回路構成の一例を示す図である。図１の構成と比較すると、カラムアンプ回路が備えるサンプリング容量Ｃｓとフィードバック容量Ｃｆとの構成がそれぞれ異なっている。
【００５９】
図３Ａに示すカラムアンプ回路４０ｂは、容量値可変型のサンプリング容量４２の代わりに、容量値固定型のサンプリング容量４２ａを備え、容量値可変型のフィードバック容量４３の代わりに、容量値固定型のフィードバック容量４３ａを備える点が異なっている。
【００６０】
図３Ｂに示すカラムアンプ回路４０ｃは、容量値可変型のサンプリング容量４２の代わりに、容量値固定型のサンプリング容量４２ａを備える点が異なっている。
【００６１】
図３Ｃに示すカラムアンプ回路４０ｄは、容量値可変型のフィードバック容量４３の代わりに、容量値固定型のフィードバック容量４３ａを備える点が異なっている。
【００６２】
以上のように、サンプリング容量及びフィードバック容量が、容量値固定型のサンプリング容量４２ａ及びフィードバック容量４３ａで構成されている場合であっても、アンプ動作期間中に要求される応答特性及び信号振幅量などを劣化させることもなく、ノイズ特性を向上させることができる。
【００６３】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る固体撮像装置は、カラムアンプ回路におけるゲインの設定が高い場合に、余ったフィードバック容量を、ローパスフィルタを構成するための容量として利用することを特徴とする。
【００６４】
図４は、本発明の実施の形態２に係る固体撮像装置１００の構成の一例を示す図である。本発明の実施の形態１に係る固体撮像装置１と比較して、図４に示す固体撮像装置１００は、列回路３０の代わりに、列回路７０を備える点が異なっている。以下では、図１と同じ構成については、同じ番号を付して説明を省略する。
【００６５】
列回路７０は、カラムアンプ回路４０の代わりに、カラムアンプ回路８０を備える。カラムアンプ回路８０は、フィードバック容量４３の代わりに、フィードバック容量８３ａ及び８３ｂを備え、リセットスイッチ部５０の代わりにリセットスイッチ部９０を備える。
【００６６】
以下では、カラムアンプ回路８０が備えるリセットスイッチ部９０について、説明する。
【００６７】
リセットスイッチ部９０は、ＬＰＦを構成する容量として、フィードバック容量８３ｂを備える。さらに、リセットスイッチ部９０は、リセットスイッチ９１、９２、９３及び９４と、アンプスイッチ９５及び９６とを備える。
【００６８】
フィードバック容量８３ｂは、ＬＰＦ容量の一例であり、カラムアンプ回路８０が備えるフィードバック容量の一部、すなわち、フィードバック容量の一部に相当する。フィードバック容量８３ｂの一端は、リセットスイッチ９３を介して、リセットスイッチ９１とリセットスイッチ９２との接続点に接続される。また、フィードバック容量８３ｂの他端は、リセットスイッチ９４を介して接地される。
【００６９】
フィードバック容量８３ｂは、リセットスイッチ９１、９２、９３及び９４と、アンプスイッチ９５及び９６とによって、所定の場合にはローパスフィルタを構成する。具体的には、カラムアンプ回路８０のゲイン（サンプリング容量Ｃｓ／フィードバック容量Ｃｆ）設定が高い場合に、フィードバック容量の一部がＬＰＦ容量として利用される。
【００７０】
ゲイン設定が高い場合、フィードバック容量が小さくなる。すなわち、カラムアンプ回路８０が備える、シングル型増幅器４１に並列に接続された容量のうち一部のみが、フィードバック容量として用いられる。したがって、カラムアンプ回路８０が備える容量の残りを、ＬＰＦ容量として利用することが可能になる。
【００７１】
リセットスイッチ９１、９２、９３及び９４は、カラムアンプ回路８０のゲイン設定が高い場合におけるリセット動作期間中にオンされ、すなわち、導通状態になる。また、リセットスイッチ９１、９２、９３及び９４は、カラムアンプ回路８０のゲイン設定が高い場合におけるアンプ動作期間中にオフされ、すなわち、非導通状態になる。
【００７２】
リセットスイッチ９１及びリセットスイッチ９２は、第１スイッチ素子及び第２スイッチ素子の一例であり、互いに直列に接続されている。
【００７３】
リセットスイッチ９３は、第３スイッチ素子の一例であり、リセットスイッチ９１とリセットスイッチ９２との接続点と、フィードバック容量８３ｂの一端との間に接続されている。
【００７４】
リセットスイッチ９４は、第４スイッチ素子の一例であり、フィードバック容量８３ｂの他端と、接地点との間に接続されている。
【００７５】
アンプスイッチ９５は、第１アンプスイッチの一例であり、フィードバック容量８３ｂの一端と、シングル型増幅器４１の入力端子との間に接続されている。アンプスイッチ９５は、第２アンプスイッチの一例であり、フィードバック容量８３ｂの他端と、シングル型増幅器４１の出力端子との間に接続されている。
【００７６】
アンプスイッチ９５及び９６は、カラムアンプ回路８０のゲイン設定が高い場合においては、リセット動作期間中及びアンプ動作期間中に非導通状態になる。カラムアンプ回路８０のゲイン設定が低い場合は、アンプ動作期間中に導通状態になる。
【００７７】
以上の構成により、本発明の実施の形態２に係る固体撮像装置１００では、列回路７０の面積を削減することができ、かつ、ノイズ特性の劣化を抑制することができる。
【００７８】
リセットスイッチ部９０のＬＰＦを構成するための容量は、列回路７０毎に必要なため、画素部１０が高画素で列数が多い場合、列回路７０の面積が大きくなり、チップ面積全体も大きくなってしまう。そこで、チップ面積の削減のために、リセット動作期間中にＬＰＦを構成するために必要な容量をフィードバック容量の一部を使用して構成している。
【００７９】
リセット動作期間中にカラムアンプ回路８０より後段の回路部で発生するノイズ（後段回路部の駆動パルスの立上がり及び立下りエッジ起因によるもの）などの影響が、リセットスイッチ９１及び９２を通して、カラムアンプ回路８０の入力側へ伝わることによりノイズ特性が悪化する。この課題は、低照度入力時でカラムアンプ回路８０のゲイン（サンプリング容量Ｃｓ／フィードバック容量Ｃｆ）が高い時に最もノイズ特性の悪化が顕著になる。
【００８０】
そこで、最もノイズ特性の悪化が顕著になるカラムアンプ回路８０のゲイン（サンプリング容量Ｃｓ／フィードバック容量Ｃｆ）設定が高い時のみ、アンプスイッチ９５及び９６は、リセット動作期間及びアンプ動作期間とも常にオフする。また、リセットスイッチ９１、９２、９３及び９４はアンプ動作期間中にオフされ、リセット動作期間中にオンされる。
【００８１】
これにより、リセット動作期間にＬＰＦを構成するために必要な容量を、高ゲイン設定で余ったフィードバック容量を使用して構成することができる。
【００８２】
以上の構成により、チップ面積の増加を抑制しながら、最もノイズ特性の悪化が顕著になるカラムアンプ回路のゲインが高い時に、アンプ動作期間中に要求される応答特性及び信号振幅量などを劣化させることもなく、ノイズ特性を向上することができる。
【００８３】
以上、本発明に係る固体撮像装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を当該実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。
【００８４】
例えば、本発明の実施の形態の変形例に係る固体撮像装置では、デジタル信号ではなく、アナログ信号を出力してもよい。
【００８５】
図５は、本発明の実施の形態の変形例に係る固体撮像装置の列回路３０ａの回路構成の一例を示す図である。図１の構成と比較すると、列回路３０ａは、Ａ／Ｄ変換部３３及びデジタル信号処理部３４を備えないという点が異なっている。つまり、固体撮像装置の出力は、アナログ信号処理部３２からアナログ信号６０ａが直接出力される。
【００８６】
このように、列回路３０ａの出力がアナログ出力の場合でも、アンプ動作期間中に要求される応答特性及び信号振幅量などを劣化させることもなく、ノイズ特性の向上が可能になるという効果を奏する。
【００８７】
また、本発明の実施の形態の別の変形例に係る固体撮像装置では、１つの画素セルを１つの画素で構成するのではなく、１つの画素セルを複数の画素で構成してもよい。
【００８８】
図６は、本発明の実施の形態の変形例に係る固体撮像装置の画素部の回路構成の一例を示す図である。
【００８９】
図１の構成と比較すると、画素部１０ａは、２つの画素１１で１つの画素セル１３を構成する点が異なっている。なお、３つ以上の画素で１つの画素セルを構成してもよい。このように、画素構成が複数画素で１つの画素セルを構成する場合でも、アンプ動作期間中に要求される応答特性及び信号振幅量などを劣化させることもなく、ノイズ特性を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
本発明に係る固体撮像装置は、デジタル一眼レフカメラ、コンパクトカメラなどの高画質が求められる撮像機器向けのイメージセンサとして利用することができる。
【符号の説明】
【００９１】
１、１００、２００  固体撮像装置
１０、１０ａ、２１０  画素部
１１  画素
１２、２２０  列信号線
１３  画素セル
２０  垂直走査回路
３０、３０ａ、７０  列回路
３１  基準電流源
３２  アナログ信号処理部
３３  Ａ／Ｄ変換部
３４  デジタル信号処理部
４０、４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、８０、２４０  カラムアンプ回路
４１  シングル型増幅器
４１ａ  差動型増幅器
４２、４２ａ、２４２  サンプリング容量
４３、４３ａ、８３ａ、８３ｂ、２４３  フィードバック容量
５０、９０  リセットスイッチ部
５１、５２、９１、９２、９３、９４、２４４  リセットスイッチ
５３  ＬＰＦ容量
６０  デジタル信号
６０ａ  アナログ信号
９５、９６  アンプスイッチ
２３０  ノイズ除去回路部
２４１  増幅器
【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３Ｃ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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