(57)【要約】【課題】回路面積の増大、処理時間の増大を抑止しつつ、ＡＤ変換精度の劣化を防止することが可能で、しかも広ダイナミックレンジ化を実現でき、ひいては高画質化を実現することが可能な固体撮像装置およびその駆動方法、電子機器を提供する。【解決手段】複数の読み出し信号を合成してダイナミックレンジを拡大可能な固体撮像装置１０であって、列信号処理部は、ＡＤＣ４１０と、画素から読み出された読み出し信号が入力される入力ノード［Ｙ］のレベルとあらかじめ設定された参照電圧［Ｖ２０］とを比較し、比較結果に応じて画素から読み出された読み出し信号の入力ノード［Ｙ］への入力状態を選択する比較選択部４３０と、を含む。【選択図】図１１
2019054303.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の読み出し信号を合成してダイナミックレンジを拡大可能な固体撮像装置であって、
画素が配置された画素部と、
前記画素部の列出力に対応して配置された列信号処理部を含む読み出し部と、を有し、
前記列信号処理部は、
前記画素から読み出され入力ノードに入力される前記複数の読み出し信号を、アナログ信号からデジタル信号にアナログデジタル（ＡＤ）変換するアナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ）と、
前記画素から読み出された前記読み出し信号が入力される前記入力ノードのレベルとあらかじめ設定された参照電圧とを比較し、比較結果に応じて前記画素から読み出された前記読み出し信号の前記入力ノードへの入力状態を選択する比較選択部と、を含む
固体撮像装置。
【請求項２】
前記比較選択部は、
前記入力ノードのレベルが前記参照電圧より高いまたは低い場合には、現比較対象の読み出し信号に後続の読み出し信号が連続して前記入力ノードに入力する状態を選択して、当該後続の読み出し信号が保持すべきＡＤ変換対象となるように制御し、
前記入力ノードのレベルが前記参照電圧より低いまたは高い場合には、現比較対象の読み出し信号に後続の読み出し信号が前記入力ノードに入力しない状態を選択して、当該現比較対象の読み出し信号が保持すべきＡＤ変換対象となるように制御する
請求項Ｉ記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記複数の読み出し信号の各々は、基準レベルの信号と信号レベルの信号により形成され、
前記ＡＤＣは、
基準レベルの信号が先に入力されてから信号レベルの信号が入力され、
前記比較選択部は、
前記信号レベルの信号が前記入力ノードに現出しているときに、当該入力ノードの信号レベルとあらかじめ設定された参照電圧とを比較し、比較結果に応じて前記画素から読み出された前記読み出し信号の前記入力ノードへの入力状態を選択する
請求項１または２記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記ＡＤＣの出力に対して並列に接続され、前記ＡＤＣでＡＤ変換された基準レベルの信号または信号レベルの信号が選択的に保持される、２個以上で合成する読み出し信号の２倍の数より少ない数の複数の保持部と、
前記複数の保持部に保持されたデジタル信号を合成して出力データを生成する合成処理部と、を含む
請求項３記歳の固体撮像装置。
【請求項５】
前記保持部の少なくとも一つは、
前記ＡＤＣがＡＤ変換処理中に上書き可能である
請求項４記歳の固体撮像装置。
【請求項６】
前記ＡＤＣは、
前記入力ノードに少なくとも最初に入力される基準レベルの信号を、クランプ信号に応じてあらかじめ設定されたクランプレベルに固定するクランプ部を含むクランプ回路を有する
請求項３から５のいずれか一に記載の固体撮像装置。
【請求項７】
前記クランプ回路は、前記クランプ部の入力側に、
前記画素から読み出される合成すべき複数の前記読み出し信号の各々が個別に伝送される複数の信号経路を含み、経路選択信号に応じていずれか一つの前記信号経路を伝送される読み出し信号を前記クランプ部に供給する経路選択部を有する
請求項６記載の固体撮像装置。
【請求項８】
前記経路選択部は、
前記各信号経路に配置され、対応する経路選択信号に応じて信号経路の接続状態と非接続状態を切り替える複数の経路選択スイッチを含む
請求項７記載の固体撮像装置。
【請求項９】
前記比較選択部は、
前記入力ノードのレベルとあらかじめ設定された参照電圧とを比較する比較器と、
前記比較器の比較結果に応じて前記画素から読み出された前記読み出し信号の前記入力ノードへの信号経路の接続状態と非接続状態を切り替える入力スイッチと、を含む
請求項１から８のいずれか一に記載の固体撮像装置。
【請求項１０】
前記経路選択部は、
前記各信号経路に配置され、対応する経路選択信号に応じて信号経路の接続状態と非接続状態を切り替える複数の経路選択スイッチを含み、
前記比較選択部は、
前記入力ノードのレベルとあらかじめ設定された参照電圧とを比較する比較器と、
前記比較器の比較結果に応じて前記画素から読み出された前記読み出し信号の前記入力ノードへの信号経路の接続状態と非接続状態を切り替える入力スイッチと、を含み、
前記経路選択スイッチと前記入力スイッチが共用され、当該共用のスイッチは、前記比較器の比較結果および対応する前記経路選択信号の状態に関連つけて接続状態と非接続状態が切り替えられる
請求項７記載の固体撮像装置。
【請求項１１】
前記参照電圧は、
合成すべき複数の読み出し信号の結合位置に相当するレベルである
請求項１から１０のいずれか一に記載の固体撮像装置。
【請求項１２】
前記参照電圧は、前記レベルを時間的に変化させることが可能である
請求項１１記載の固体撮像装置。
【請求項１３】
画素が配置された画素部と、
前記画素部の列出力に対応して配置された列信号処理部を含む読み出し部と、を有し、
前記列信号処理部は、
前記画素から読み出され入ノードに入力される前記複数の読み出し信号を、アナログ信号からデジタル信号にアナログデジタル（ＡＤ）変換するアナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ）を含み、
複数の読み出し信号を合成してダイナミックレンジを拡大可能な固体撮像装置の駆動方法であって、
前記ＡＤＣのＡＤ変換においては、
前記画素から読み出された前記読み出し信号が入力される前記入力ノードのレベルとあらかじめ設定された参照電圧とを比較し、
比較結果に応じて前記画素から読み出された前記読み出し信号の前記入力ノードへの入力状態を選択する
固体撮像装置の駆動方法。
【請求項１４】
複数の読み出し信号を合成してダイナミックレンジを拡大可能な固体撮像装置と、
前記固体撮像装置に被写体像を結像する光学系と、を有し、
前記固体撮像装置は、
画素が配置された画素部と、
前記画素部の列出力に対応して配置された列信号処理部を含む読み出し部と、を有し、
前記列信号処理部は、
前記画素から読み出され入力ノードに入力される前記複数の読み出し信号を、アナログ信号からデジタル信号にアナログデジタル（ＡＤ）変換するアナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ）と、
前記画素から読み出された前記読み出し信号が入力される前記入力ノードのレベルとあらかじめ設定された参照電圧とを比較し、比較結果に応じて前記画素から読み出された前記読み出し信号の前記入力ノードへの入力状態を選択する比較選択部と、を含む
電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像装置およびその駆動方法、電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光を検出して電荷を発生させる光電変換素子を用いた固体撮像装置（イメージセンサ）として、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサが実用に供されている。
ＣＭＯＳイメージセンサは、デジタルカメラ、ビデオカメラ、監視カメラ、医療用内視鏡、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、携帯電話等の携帯端末装置(モバイル機器)等の各種電子機器の一部として広く適用されている。
【０００３】
ＣＭＯＳイメージセンサは、画素毎にフォトダイオード（光電変換素子）および浮遊拡散層（ＦＤ：Floating Diffusion、フローティングディフュージョン)を有するＦＤアンプを持ち合わせており、その読み出しは、画素アレイの中のある一行を選択し、それらを同時に列（カラム）方向へと読み出すような列並列出力型が主流である。
【０００４】
ところで、固体撮像装置（ＣＭＯＳイメージセンサ）の画素の構成としては、たとえば一つのフォトダイオード（光電変換素子）に対して、転送素子としての転送トランジスタ、リセット素子としてのリセットトランジスタ、ソースフォロワ素子としてのソースフォロワトランジスタ、および選択素子としての選択トランジスタをそれぞれ一つずつ有する４トランジスタ（４Ｔｒ）構成の画素を例示することができる。
【０００５】
転送トランジスタは、所定の転送期間に選択されて導通状態となり、フォトダイオードで光電変換され蓄積された電荷（電子）をフローティングディフュージョンＦＤに転送する。
リセットトランジスタは、所定のリセット期間に選択されて導通状態となり、フローティングディフュージョンＦＤを電源線の電位にリセットする。
選択トランジスタは、読み出しスキャン時に選択されて導通状態となる。これにより、ソースフォロワトランジスタはフローティングディフュージョンＦＤの電荷を電荷量（電位）に応じた利得をもって電圧信号に変換した列出力の読み出し信号を垂直信号線に出力する。
【０００６】
たとえば、読み出しスキャン期間において、リセット期間にフローティングディフュージョンＦＤがたとえば電源線の電位（基準電位）にリセットされた後、ソースフォロワトランジスタによりフローティングディフュージョンＦＤの電荷が電荷量（電位）に応じた利得をもって電圧信号に変換されて、基準レベルの読み出しリセット電圧（基準レベルの信号）Ｖｒｓｔとして垂直信号線に出力される。
続いて、所定の転送期間に、フォトダイオードで光電変換され蓄積された電荷（電子）がフローティングディフュージョンＦＤに転送される。そして、ソースフォロワトランジスタによりフローティングディフュージョンＦＤの電荷が電荷量（電位）に応じた利得をもって電圧信号に変換されて、信号レベルの読み出し信号電圧（信号レベルの信号）Ｖｓｉｇとして垂直信号線に出力される。
画素の出力信号は差分信号（Ｖｓｉｇ−Ｖｒｓｔ）として処理される。
【０００７】
このように、通常の画素読み出し信号（以下、画素信号という場合もある）ＰＳは、１つの基準レベルの読み出しリセット電圧Ｖｒｓｔと１つの信号レベルの読み出し信号電圧Ｖｓｉｇにより形成される。
【０００８】
ところで、特性向上のため、高ダイナミックレンジ（ＨＤＲ：High Dynamic Range）を持つ高画質の固体撮像装置（ＣＭＯＳイメージセンサ）を実現する方法が種々提案されている。
【０００９】
固体撮像装置において、ダイナミックレンジを高める（拡大させる）方法としては、たとえば、イメージセンサの同一の画素から蓄積時間の異なる２種類の信号を読み出し、この２種類の信号を組み合わせて（合成して）、ダイナミックレンジを拡大させる方法や、高感度の画素で得た低照度領域の信号と、低感度の画素で得た高照度領域の信号を組み合わせて（合成して）ダイナミックレンジを拡大させる方法などが知られている。
【００１０】
たとえば特許文献１には、短い露光時間による高照度側に対応した撮像と長い露光時間による低照度に対応した撮像の異なる２回以上の露光時間に分割する高ダイナミックレンジ化技術が開示されている。
【００１１】
この高ダイナミックレンジ化技術を採用した場合の画素読み出し信号（画素信号）ＰＳＤは、複数Ｍ（たとえばＭ＝２）の基準レベルの読み出しリセット電圧（基準レベルの信号）Ｖｒｓｔと複数Ｍ（Ｍ＝２）の信号レベルの読み出し信号電圧（信号レベルの信号）Ｖｓｉｇにより形成される。
この場合の画素読み出し信号（画素信号）ＰＳＤは、いわゆる途切れのない読み出し信号として処理される。
【００１２】
図１（Ａ）および（Ｂ）は、固体撮像装置（ＣＭＯＳイメージセンサ）の通常の画素読み出し信号（画素信号）と高ダイナミックレンジ化技術を採用した場合の途切れのない画素読み出し信号（途切れのない画素信号）の一例を示す図である。
図１（Ａ）が通常の画素読み出し信号（画素信号）ＰＳの一例を示し、図１（Ｂ）が途切れのない画素読み出し信号（途切れのない画素信号）ＰＳＤの一例を示している。
【００１３】
通常の画素信号ＰＳ［Ｎ］は、図１（Ａ）に示すように、１つの基準レベルの信号（以下、単に基準レベルという場合もある）Ｖｒｓｔ［Ｎ］と，１つの信号レベルの信号（以下、単に信号レベルという場合もある）Ｖｓｉｇ［Ｎ］により形成される。
すなわち、１つの画素信号ＰＳ［Ｎ］内には１つの基準レベルＶｒｓｔ［Ｎ］と１つの信号レベルＶｓｉｇ［Ｎ］が含まれる。
この場合の出力データＯＤ［Ｎ］は、基準レベルＶｒｓt［Ｎ］−信号レベルＶｓｉｇ［Ｎ］となる。
同様に、１つの画素信号ＰＳ［Ｎ＋１］内には１つの基準レベルＶｒｓｔ［Ｎ＋１］と１つの信号レベルＶｓｉｇ［Ｎ＋１］が含まれる。
この場合の出力データＯＤ［Ｎ＋１］は、基準レベルＶｒｓt［Ｎ＋１］−信号レベルＶｓｉｇ［Ｎ＋１］となる。
【００１４】
途切れのない画素信号ＰＳＤ［Ｎ］は、図１（Ｂ）に示すように、１つの画素信号ＰＳＤ［Ｎ］内にＭ個（本例ではＭ＝２）の基準レベルＶｒｓｔ［Ｎ，１］、Ｖｒｓｔ［Ｎ，２］とＭ個の信号レベルＶｓｉｇ［Ｎ，１］、Ｖｓｉｇ［Ｎ，２］により形成される。
すなわち、１つの途切れのない画素信号ＰＳＤ［Ｎ］内にはＭ個の基準レベルＶｒｓｔ［Ｎ，１］，Ｖｒｓｔ［Ｎ，２］とＭ個の信号レベルＶｓｉｇ［Ｎ，１］，Ｖｓｉｇ［Ｎ，２］が含まれる。
この場合の出力データＯＤ［Ｎ，１］は、基準レベルＶｒｓt［Ｎ，１］−信号レベルＶｓｉｇ［Ｎ，１］となり、出力データＯＤ［Ｎ，２］は、基準レベルＶｒｓt［Ｎ，２］−信号レベルＶｓｉｇ［Ｎ，２］となる。
同様に、１つの途切れのない画素信号ＰＳＤ［Ｎ＋１］内にはＭ個の基準レベルＶｒｓｔ［Ｎ＋１，１］，Ｖｒｓｔ［Ｎ＋１，２］とＭ個の信号レベルＶｓｉｇ［Ｎ＋１，１］，Ｖｓｉｇ［Ｎ＋１，２］が含まれる。
この場合の出力データＯＤ［Ｎ＋１，１］は、基準レベルＶｒｓt［Ｎ＋１，１］−信号レベルＶｓｉｇ［Ｎ＋１，１］となり、出力データＯＤ［Ｎ＋１，２］は、基準レベルＶｒｓt［Ｎ＋１，２］−信号レベルＶｓｉｇ［Ｎ＋１，２］となる。
【００１５】
このように、途切れのない画素信号ＰＳＤは、１つの画素信号ＰＳＤ内にＭ個の基準レベルＶｒｓｔとＭ個の信号レベルＶｓｉｇが含まれており、その配列順は、１つの出力データＯＤ［Ｎ，Ｍ］を構成する基準レベルＶｒｓｔ［Ｎ，Ｍ］が必ず先に入力されてから信号レベルＶｓｉｇ［Ｎ，Ｍ］が入力されることを制約とした上で複数存在する。
図１（Ｂ）は、Ｍ＝２かつ、その中で取りうる配列の１つを示したものである。
【００１６】
図２は、固体撮像装置において、ダイナミックレンジを高める（拡大させる）方法であって、合成する読み出し信号の数Ｍが２（Ｍ＝２）の場合の途切れのない画素信号の合成処理方法を説明するための図である。
【００１７】
途切れのない画素信号ＰＳＤは同一の光量に対してＭ個の信号が異なる増幅率Ｋを持ちうる。
図２は、Ｍ＝２、かつ、増幅率の比Ｋ(Ｍ＝１)/Ｋ（Ｍ＝２）＝４とした例である。
【００１８】
図１（Ｂ）に示す途切れのない画素信号ＰＳＤにより得られた出力データＯＤ［＊，１］とＯＤ［＊，２］は図２（Ａ）に示すような傾きの異なる特性の信号となる。
合成処理においては、出力データＯＤ［＊，２］をその比に合わせて増幅し、図２(Ｂ)に示すように、一つの合成された最終的な出力データＯＤＡを得る。
【００１９】
その合成方法は、図２（Ｃ）に示す切り替えによる第１の方法、または、図２（Ｄ）に示す平均処理のよる第２の方法が採用されて、最終出力データＯＤＡとなる。
【００２０】
このため従来、第１の方法では誤差が顕著に境目（結合位置（点））［Ｘ］を強調し、それを緩和するための第２の方法での演算は必ず２つの出力データＯＤ［＊，１］とＯＤ［＊，２］を必要とし、さらに信号処理を複雑にする。
【００２１】
以下に、画素読み出し信号（画素信号）を処理する回路系において、個体バラツキ等を低減（削除）する構成について説明する。
ここでは、通常の画素信号について出力データを生成する構成に関連付けて説明する。
【００２２】
図３は、通常の画素読み出し信号（画素信号）の処理系における新たな基準レベルの設定機能を含む読み出し回路の一例を示す図である。
図３において、同一列の画素ＰＸＬ（Ｎ）、ＰＸＬ（Ｎ＋１）が共通の読み出し用の信号線ＬＳに接続されている。そして、信号線ＬＳと図示しないアナログデジタコンバータ（ＡＤＣ）の入力ノード［Ｙ］との間の入力段に、新たな基準レベルを設定するためのクランプ回路１が配置されている。
クランプ回路１は、増幅器ＡＭＰ１、容量Ｃ１、Ｃ２、およびスイッチＳＷ１を含んで構成されている。
【００２３】
たとえば、図１（Ａ）に示す通常の画素読み出し信号（画素信号）ＰＳの処理において、基準レベルＶｒｓｔ［Ｎ］と基準レベルＶｒｓｔ［Ｎ＋１］は画素ＰＸＬの個体バラツキ等で異なるレベルを持ちうる。
そこで、図３の例では、読み出し回路内部において、クランプ回路１による新たな基準レベル［Ｖ１］を用いて画素の個体バラツキを削除する。
【００２４】
図４は、クランプ回路１による新たな基準レベルＶｒｓｔ［Ｖ１］を適用する場合の通常の画素読み出し信号（画素信号）の一例を示す図である。
図４（Ａ）は図３のクランプ回路を容量ＣとスイッチＳＷ１に簡略化して示し、図４（Ｂ）は通常の画素読み出し信号（画素信号）の一例を示している。
【００２５】
図４に示すように、クランプ回路１においてクランプ信号ＣＬＰによりスイッチＳＷ１をオンさせることにより、新たな基準レベル［Ｖ１］を用いて、ノード［Ｙ］に現れる基準レベルＶｒｓｔを変更する。
このとき信号レベルＶｓｉｇ［Ｎ］は、新たな基準レベル［Ｖ１］を基準とした新たな信号レベルＶｓｉｇ［Ｎ’］となる。
この場合においても、基準レベル［Ｖ１］と信号レベルＶｓｉｇ［Ｎ’］の差は一定である。
【００２６】
図５は、ＡＤＣで発生する個体バラツキを削除する構成を説明するための図である。
図５（Ａ）は通常の画素読み出し信号（画素信号）のＡＤ変換と出力処理の様子の一例を示しており、図５（Ｂ）はＡＤＣを含む列並列処理部の構成例を示している。
【００２７】
列並列出力型の固体撮像装置の読み出し回路においては、図５（Ｂ）に示すように、画素部の列出力に対応して各列にＡＤＣ２が配置され、各ＡＤＣ２の出力側には、スイッチＳＷ３−１、ＳＷ３−２を介して基準レベルＶｒｓｔを保持する保持部３−１、信号レベルＶｓｉｇを保持する保持部３−２が配置され、さらに信号レベルＶｓｉｇと基準レベルＶｒｓｔの差分をとる演算器４が配置される。
【００２８】
列並列読み出しにおいて、個体バラツキはＡＤＣにおいても起きる。
そこで、図４（Ａ）の入力ノード［Ｙ］に生成された、基準レベル［Ｖ１］と信号レベルＶｓｉｇ［Ｎ’］はそれぞれＡＤＣ２でＡＤ変換され、デジタル演算処理により１つの出力データＯＤ［Ｎ］を生成する。
これにより、ＡＤＣ２の個体バラツキを削除する。
【００２９】
図６は、途切れのない画素読み出し信号（途切れのない画素信号）に対応する、個体バラツキを削除する構成を有する列読み出し系の一例を示す図である。
図７は、途切れのない画素読み出し信号（途切れのない画素信号）のＡＤ変換処理の様子の一例を示す図である。
【００３０】
図６の読み出し回路においては、画素部の列出力に対応して各列にＡＤＣ２Ａが配置され、ＡＤＣ２Ａの出力側には、スイッチＳＷ３−１〜ＳＷ３−２Ｍを介して基準レベルＶｒｓｔ、信号レベルＶｓｉｇを保持する保持部３−１〜３−２Ｍが配置され、さらに保持部３−１〜３−２Ｍに保持された信号を合成する合成処理部５が配置される。
【００３１】
なお、ＡＤＣ２Ａは、図４（Ａ）と同様の構成を有するクランプ回路１Ａと、入力ノード［Ｙ］に接続された変換部２−１を含んで構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３２】
【特許文献１】特許第３９８４８１４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３３】
しかしながら、上記した図６の読み出し系は、主として以下に示すような３つの不利益がある。
【００３４】
第１に、図６の読み出し系は、図６中からわかるように、Ｍ個の途切れのない画素信号に対して２Ｍ個の保持部が必要となる。また、このことから２Ｍ回のＡＤ変換動作を必要とされるため、回路面積が増大し、処理時間も長くなるという不利益がある。
【００３５】
第２の不利益として、Ｍ＝２を例にとって図７に関連付けて説明する。
クランプ動作は同一画素信号内で２回行いたいが、もし基準レベルＶｒｓｔ［Ｎ，２］でクランプ動作を行った場合、１回目の基準レベルＶｒｓｔ［Ｎ，１］での状態を失う。つまりクランプ動作は１回しか行えない。
このため、図６の読み出し系は、ＡＤ変換精度を劣化させる。
【００３６】
第３の不利益は、合成処理にある。
上述したように、合成方法は、図２（Ｃ）に示す切り替えによる第１の方法、または、図２（Ｄ）に示す平均処理のよる第２の方法が採用されるが、複数の信号を結合するための信号処理においては、第１の方法より第２の方法が優れているが、第２の方法は処理が複雑なため、処理時間が増大する。
【００３７】
本発明は、回路面積の増大、処理時間の増大を抑止しつつ、ＡＤ変換精度の劣化を防止することが可能で、しかも広ダイナミックレンジ化を実現でき、ひいては高画質化を実現することが可能な固体撮像装置およびその駆動方法、電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３８】
本発明の第１の観点は、複数の読み出し信号を合成してダイナミックレンジを拡大可能な固体撮像装置であって、画素が配置された画素部と、前記画素部の列出力に対応して配置された列信号処理部を含む読み出し部と、を有し、前記列信号処理部は、前記画素から読み出され入力ノードに入力される前記複数の読み出し信号を、アナログ信号からデジタル信号にアナログデジタル（ＡＤ）変換するアナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ）と、前記画素から読み出された前記読み出し信号が入力される前記入力ノードのレベルとあらかじめ設定された参照電圧とを比較し、比較結果に応じて前記画素から読み出された前記読み出し信号の前記入力ノードへの入力状態を選択する比較選択部と、を含む。
【００３９】
本発明の第２の観点は、画素が配置された画素部と、前記画素部の列出力に対応して配置された列信号処理部を含む読み出し部と、を有し、前記列信号処理部は、前記画素から読み出され入ノードに入力される前記複数の読み出し信号を、アナログ信号からデジタル信号にアナログデジタル（ＡＤ）変換するアナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ）を含み、複数の読み出し信号を合成してダイナミックレンジを拡大可能な固体撮像装置の駆動方法であって、前記ＡＤＣのＡＤ変換においては、前記画素から読み出された前記読み出し信号が入力される前記入力ノードのレベルとあらかじめ設定された参照電圧とを比較し、比較結果に応じて前記画素から読み出された前記読み出し信号の前記入力ノードへの入力状態を選択する。
【００４０】
本発明の第３の観点の電子機器は、複数の読み出し信号を合成してダイナミックレンジを拡大可能な固体撮像装置と、前記固体撮像装置に被写体像を結像する光学系と、を有し、前記固体撮像装置は、画素が配置された画素部と、前記画素部の列出力に対応して配置された列信号処理部を含む読み出し部と、を有し、前記列信号処理部は、前記画素から読み出され入力ノードに入力される前記複数の読み出し信号を、アナログ信号からデジタル信号にアナログデジタル（ＡＤ）変換するアナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ）と、前記画素から読み出された前記読み出し信号が入力される前記入力ノードのレベルとあらかじめ設定された参照電圧とを比較し、比較結果に応じて前記画素から読み出された前記読み出し信号の前記入力ノードへの入力状態を選択する比較選択部と、を含む。
【発明の効果】
【００４１】
本発明によれば、回路面積の増大、処理時間の増大を抑止しつつ、ＡＤ変換精度の劣化を防止することが可能で、しかも広ダイナミックレンジ化を実現でき、ひいては高画質化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】固体撮像装置（ＣＭＯＳイメージセンサ）の通常の画素読み出し信号（画素信号）と高ダイナミックレンジ化技術を採用した場合の途切れのない画素読み出し信号（途切れのない画素信号）の一例を示す図である。
【図２】固体撮像装置において、ダイナミックレンジを高める（拡大させる）方法であって、合成する読み出し信号の数Ｍが２（Ｍ＝２）の場合の途切れのない画素信号の合成処理方法を説明するための図である。
【図３】通常の画素読み出し信号（画素信号）の処理系における新たな基準レベルの設定機能を含む読み出し回路の一例を示す図である。
【図４】クランプ回路による新たな基準レベルを適用する場合の通常の画素読み出し信号（画素信号）の一例を示す図である。
【図５】ＡＤＣで発生する個体バラツキを削除する構成を説明するための図である。
【図６】途切れのない画素読み出し信号（途切れのない画素信号）に対応する、個体バラツキを削除する構成を有する列読み出し系の一例を示す図である。
【図７】途切れのない画素読み出し信号（途切れのない画素信号）のＡＤ変換処理の様子の一例を示す図である。
【図８】本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置の構成例を示すブロック図である。
【図９】本第１の実施形態に係る画素の一例を示す回路図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る固体撮像装置の画素部の列出力の読み出し系の構成例を説明するための図である。
【図１１】本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置の画素部の列出力の読み出し系を形成するＡＤＣ、比較選択部，並びに、ＡＤＣの出力側に配置される保持部、合成処理部の構成例を示す図である。
【図１２】合成する読み出し信号の数Ｍが２（Ｍ＝２）の場合の図１１の回路の動作を説明するための図である。
【図１３】固体撮像装置において、ダイナミックレンジを高める（拡大させる）方法であって、合成する読み出し信号の数Ｍが４（Ｍ＝４）の場合の途切れのない画素信号の合成処理方法を説明するための図である。
【図１４】合成する読み出し信号の数Ｍが４（Ｍ＝４）の場合の図１１の回路の動作を説明するための図である。
【図１５】本発明の第２の実施形態に係る固体撮像装置の画素部の列出力の読み出し系を形成するＡＤＣの入力部に配置されるクランプ回路の構成例を示す図である。
【図１６】図１５の回路の動作例を示す図である。
【図１７】本発明の第３の実施形態に係る固体撮像装置の画素部の列出力の読み出し系を形成するＡＤＣの入力部に配置されるクランプ回路および比較選択部の構成例を示す図である。
【図１８】図１７の回路の動作例を示す図である。
【図１９】本発明の第４の実施形態に係る固体撮像装置の画素部の列出力の読み出し系を形成するＡＤＣ、比較選択部，並びに、ＡＤＣの出力側に配置される保持部、合成処理部の構成例を示す図である。
【図２０】本発明の実施形態に係る固体撮像装置が適用される電子機器の構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下、本発明の実施形態を図面に関連付けて説明する。
【００４４】
（第１の実施形態）
図８は、本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置の構成例を示すブロック図である。
本実施形態において、固体撮像装置１０は、たとえばＣＭＯＳイメージセンサにより構成される。
【００４５】
この固体撮像装置１０は、図８に示すように、撮像部としての画素部２０、垂直走査回路（行走査回路）３０、読み出し回路（カラム読み出し回路）４０、水平走査回路（列走査回路）５０、タイミング制御回路６０、および、たとえば信号合成処理部としての機能を含むデジタルシグナルプロセッサ(DSP : Digital Signal Processor)部７０を主構成要素として有している。
これらの構成要素のうち、たとえば垂直走査回路３０、読み出し回路４０、およびタイミング制御回路６０により画素信号の読み出し部８０が構成される。
【００４６】
本実施形態において、固体撮像装置１０は、後で詳述するように、画素部２０から読み出した複数（Ｍ個）の読み出し信号（画素信号）を合成してダイナミックレンジを拡大可能に構成されている。
【００４７】
読み出し部８０は、ダイナミックレンジを高める（拡大させる）方法としては、たとえば、イメージセンサの同一の画素から蓄積時間の異なる複数Ｍ（たとえばＭ＝２）種類の信号を読み出し、このＭ種類の信号を組み合わせて（合成して）、ダイナミックレンジを拡大させる方法が適用される。
また、読み出し部８０は、高感度の画素で得た低照度領域の信号と、低感度の画素で得た高照度領域の信号を組み合わせて（合成して）ダイナミックレンジを拡大させる方法などが適用可能である。
【００４８】
本実施形態において、この高ダイナミックレンジ化技術を採用した場合の画素読み出し信号（画素信号）ＰＳＤは、複数Ｍ（Ｍ＝２，４、・・・）の基準レベルの読み出しリセット電圧（基準レベルの信号）Ｖｒｓｔと複数Ｍの信号レベルの読み出し信号電圧（信号レベルの信号）Ｖｓｉｇにより形成される。
この場合の画素読み出し信号（画素信号）ＰＳＤは、いわゆる途切れのない読み出し信号として処理される。
【００４９】
このように、本実施形態において、途切れのない画素信号ＰＳＤは、１つの画素信号ＰＳＤ内にＭ個の基準レベル（基準レベルの信号）ＶｒｓｔとＭ個の信号レベル（信号レベルの信号）Ｖｓｉｇが含まれている。
本実施形態において、途切れのない画素信号ＰＳＤの配列順は、たとえば１つの出力データＯＤ［Ｎ，Ｍ］を構成する基準レベルＶｒｓｔ［Ｎ，Ｍ］が必ず先に入力されてから信号レベルＶｓｉｇ［Ｎ，Ｍ］が入力されることを制約とした上で複数存在する。
【００５０】
読み出し部８０は、画素部２０の列（カラム）出力に対応して配置された複数の列信号処理部を含み、各列信号処理部は、画素から読み出される複数の読み出し信号を、アナログ信号からデジタル信号にＡＤ（アナログデジタル）変換するＡＤＣ（アナログデジタルコンバータ）を含む。
読み出し部８０は、画素から読み出された各読み出し信号が入力される入力ノード［Ｙ］と、入力ノード［Ｙ］のレベルとあらかじめ設定された参照電圧［Ｖ２０］とを比較し、比較結果に応じて画素から読み出された読み出し信号の入力ノード［Ｙ］への入力状態を選択する比較選択部と、を含んで構成される。
ＡＤＣは、たとえば基準レベルの信号Ｖｒｓｔが先に入力されてから信号レベルの信号Ｖｓｉｇが入力される。
そして、比較選択部は、信号レベルの信号が入力ノード［Ｙ］に現出しているときに、入力ノード［Ｙ］の信号レベルとあらかじめ設定された参照電圧Ｖ［２０］とを比較し、比較結果に応じて画素から読み出された読み出し信号の入力ノード［Ｙ］への入力状態を選択する。
【００５１】
本実施形態においては、後で具体的に説明するように、比較選択部は、入力ノード［Ｙ］のレベルが参照電圧［Ｖ２０］より高い（または低い）場合には、現比較対象の読み出し信号に後続の読み出し信号が連続して入力ノード［Ｙ］に入力する状態を選択して、後続の読み出し信号が保持すべきＡＤ変換対象となるように制御するように構成される。
比較選択部は、入力ノード［Ｙ］のレベルが参照電圧Ｖ２０より低い（または高い）場合には、現比較対象の読み出し信号に後続の読み出し信号が入力ノードに入力しない状態を選択して、現比較対象の読み出し信号が保持すべきＡＤ変換対象となるように制御するように構成される。
【００５２】
また、後述するように、ＡＤＣは、入力ノード［Ｙ］に少なくとも最初に入力される基準レベルの信号を、クランプ信号ＣＬＰに応じてあらかじめ設定されたクランプレベル［Ｖ１０］に固定するクランプ部を含むクランプ回路を有する。
【００５３】
以下、固体撮像装置１０の各部の構成および機能の概要を説明した後、クランプ回路を含むＡＤＣ等の構成、それに関連した読み出し処理等について詳述する。
【００５４】
（画素部２０および画素ＰＸＬの構成）
画素部２０は、フォトダイオード（光電変換素子）と画素内アンプとを含む複数の画素がｎ行×ｍ列の２次元の行列状（マトリクス状）に配列されている。
【００５５】
図９は、本実施形態に係る画素の一例を示す回路図である。
【００５６】
この画素ＰＸＬは、たとえば光電変換素子であるフォトダイオード（ＰＤ）を有する。
このフォトダイオードＰＤに対して、転送素子としての転送トランジスタＴＧ−Ｔｒ、リセット素子としてのリセットトランジスタＲＳＴ−Ｔｒ、ソースフォロワ素子としてのソースフォロワトランジスタＳＦ−Ｔｒ、および選択素子としての選択トランジスタＳＥＬ−Ｔｒをそれぞれ一つずつ有する。
【００５７】
フォトダイオードＰＤは、入射光量に応じた量の信号電荷（ここでは電子）を発生し、蓄積する。
以下、信号電荷は電子であり、各トランジスタがｎ型トランジスタである場合について説明するが、信号電荷がホールであったり、各トランジスタがｐ型トランジスタであっても構わない。
また、本実施形態は、複数のフォトダイオード間で、各トランジスタを共有している場合や、選択トランジスタを有していない３トランジスタ（３Ｔｒ）画素を採用している場合にも有効である。
【００５８】
転送トランジスタＴＧ−Ｔｒは、フォトダイオードＰＤとフローティングディフュージョンＦＤ（Floating Diffusion；浮遊拡散層）の間に接続され、制御線ＴＧを通じて制御される。
転送トランジスタＴＧ−Ｔｒは、制御線ＴＧがハイレベル（Ｈ）の期間に選択されて導通状態となり、フォトダイオードＰＤで光電変換され蓄積された電荷（電子）をフローティングディフュージョンＦＤに転送する。
【００５９】
リセットトランジスタＲＳＴ−Ｔｒは、電源線ＶＲｓｔとフローティングディフュージョンＦＤの間に接続され、制御線ＲＳＴを通じて制御される。
なお、リセットトランジスタＲＳＴ−Ｔｒは、電源線ＶＤＤとフローティングディフュージョンＦＤの間に接続され、制御線ＲＳＴを通じて制御されるように構成してもよい。
リセットトランジスタＲＳＴ−Ｔｒは、制御線ＲＳＴがＨレベルの期間に選択されて導通状態となり、フローティングディフュージョンＦＤを電源線ＶＲｓｔ（またはＶＤＤ）の電位にリセットする。
【００６０】
ソースフォロワトランジスタＳＦ−Ｔｒと選択トランジスタＳＥＬ−Ｔｒは、電源線ＶＤＤと垂直信号線ＬＳＧＮの間に直列に接続されている。
ソースフォロワトランジスタＳＦ−ＴｒのゲートにはフローティングディフュージョンＦＤが接続され、選択トランジスタＳＥＬ−Ｔｒは制御線ＳＥＬを通じて制御される。
選択トランジスタＳＥＬ−Ｔｒは、制御線ＳＥＬがＨレベルの期間に選択されて導通状態となる。これにより、ソースフォロワトランジスタＳＦ−ＴｒはフローティングディフュージョンＦＤの電荷を電荷量（電位）に応じた利得をもって電圧信号に変換した列出力の画素読み出し信号（画素信号）ＶＳＬ（ＰＳＤ）を伝送する信号経路としての垂直信号線ＬＳＧＮに出力する。
本実施形態においては、この場合の画素読み出し信号（画素信号）ＰＳＤは、いわゆる途切れのない読み出し信号として処理される。
これらの動作は、たとえば転送トランジスタＴＧ−Ｔｒ、リセットトランジスタＲＳＴ−Ｔｒ、および選択トランジスタＳＥＬ−Ｔｒの各ゲートが行単位で接続されていることから、１行分の各画素について同時並列的に行われる。
【００６１】
画素部２０には、画素ＰＸＬがｎ行×ｍ列配置されているので、各制御線ＳＥＬ、ＲＳＴ、ＴＧはそれぞれｎ本、垂直信号線ＬＳＧＮはｍ本ある。
図１においては、各制御線ＳＥＬ、ＲＳＴ、ＴＧを１本の行走査制御線として表している。
【００６２】
垂直走査回路３０は、タイミング制御回路６０の制御に応じてシャッター行および読み出し行において行走査制御線を通して画素の駆動を行う。
また、垂直走査回路３０は、アドレス信号に従い、信号の読み出しを行うリード行と、フォトダイオードＰＤに蓄積された電荷をリセットするシャッター行の行アドレスの行選択信号を出力する。
【００６３】
通常，画素読み出し動作においては、読み出し部８０の垂直走査回路３０による駆動により、シャッタースキャンが行われ、その後、読み出しスキャンが行われる。
【００６４】
読み出し回路４０は、画素部２０の各列出力に対応して配置された複数の列信号処理部（図示せず）を含み、複数の列信号処理部で列並列処理が可能に構成される。
読み出し回路４０は、たとえば、ＡＤＣやメモリ等を含んで構成可能である。
【００６５】
このように、読み出し回路４０の列信号処理部４００は、たとえば図１０に示すように、画素部２０の各列出力の読み出し信号ＶＳＬをデジタル信号に変換するＡＤＣ４１０を含んで構成されている。
【００６６】
水平走査回路５０は、読み出し回路４０のＡＤＣ等の複数の列信号処理部で処理された信号を走査して水平方向に転送し、ＤＳＰ部７０に出力する。
【００６７】
タイミング制御回路６０は、画素部２０、垂直走査回路３０、読み出し回路４０、水平走査回路５０等の信号処理に必要なタイミング信号を生成する。
【００６８】
以上、固体撮像装置１０の各部の構成および機能の概要について説明した。
次に、本第１の実施形態に係るクランプ回路を含むＡＤＣ４１０，並びに、ＡＤＣ４１０の出力側に配置される保持部、合成処理部の構成、それに関連した読み出し処理等について詳述する。
【００６９】
図１１は、本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置の画素部の列出力の読み出し系を形成するＡＤＣ、比較選択部，並びに、ＡＤＣの出力側に配置される保持部、合成処理部の構成例を示す図である。
【００７０】
図１１においては、図面を簡略化し、理解を容易にするために、画素部２０の一つの列出力に対応した列信号処理部４００を含む１つの読み出し系を示している。画素部２０の他の列出力に対応した列信号処理部４００を含む読み出し系も同様の構成を有する。
【００７１】
図１１の読み出し系においては、画素部の列出力ラインであり信号経路である垂直信号線ＬＳＧＮに対して各列にＡＤＣ４１０が配置され、ＡＤＣ４１０に対して並列にＡＤＣ４１０のＡＤ変換の状態を選択し制御する比較選択部４３０の一部を構成する比較器４２０が配置されている。
ＡＤＣ４１０の出力側には、スイッチＳＷ４４０−１，ＳＷ４４０−２を介して基準レベルＶｒｓｔ、信号レベルＶｓｉｇを保持する保持部４４０−１，４４０−２が配置され、さらに保持部４４０−１，４４０−２に保持された信号を合成する合成処理部４５０が配置されている。
なお、合成処理部４５０は、たとえばＤＳＰ部７０に配置される。
【００７２】
ＡＤＣ４１０は、入力ノード［Ｙ］，入力スイッチ（Ｓ）４１１、クランプ回路４１２、および変換部４１３を主構成要素として有している。
【００７３】
ＡＤＣ４１０は、画素ＰＸＬから読み出され入力ノード［Ｙ］に入力される複数の読み出し信号を、アナログ信号からデジタル信号にＡＤ変換する。
【００７４】
前述したように、複数の読み出し信号の各々は、基準レベルの信号と信号レベルの信号により形成され、ＡＤＣ４１０には、基準レベルの信号Ｖｒｓｔが先に入力されてから信号レベルの信号Ｖｓｉｇが入力される。
【００７５】
入力スイッチ４１１は、比較器４２０の比較結果を示す信号Ｓ４２０に応じて画素ＰＸＬから読み出された読み出し信号の入力ノード［Ｙ］への信号経路の接続状態（オン状態）と非接続状態（オフ状態）を切り替える。
この入力スイッチ４１１と比較器４２０により比較選択部４３０が構成される。
【００７６】
クランプ回路４１２は、入力ノード［Ｙ］に少なくとも最初に入力される基準レベルの信号Ｖｒｓｔを、クランプ信号ＣＬＰに応じてあらかじめ設定されたクランプレベル［Ｖ１０］に固定するクランプ部４１２Ａを含む。
クランプ回路４１２は、図３に示すように、増幅器ＡＭＰ１、容量Ｃ１、Ｃ２、およびスイッチＳＷ１を含んで構成される。
図１１のクランプ回路４１２は、図３のクランプ回路を容量Ｃ１１とスイッチＳＷ１１に簡略化して示しており、クランプ部４１２Ａは容量Ｃ１１とスイッチＳＷ１１により構成される。
【００７７】
ＡＤＣ４１０において、クランプ回路４１２をクランプ信号ＣＬＰによりスイッチＳＷ１１をオンさせることにより、新たな基準レベル［Ｖ１０］を用いて、ノード［Ｙ］に現れる基準レベルＶｒｓｔを変更する。
このとき信号レベルＶｓｉｇ［Ｎ］は、新たな基準レベル［Ｖ１０］を基準とした新たな信号レベルＶｓｉｇ［Ｎ’］となる。
この場合において、基準レベル［Ｖ１０］と信号レベルＶｓｉｇ［Ｎ’］の差は一定である。
【００７８】
変換部４１３は、画素ＰＸＬから読み出され入力ノード［Ｙ］に入力される複数の読み出し信号を、アナログ信号からデジタル信号にＡＤ変換する。
【００７９】
比較器４２０は、入力スイッチ４１１とともに比較選択部４３０を構成する。
比較選択部４３０を構成する比較器４２０は、信号レベルの信号Ｖｓｉｇが力ノード［Ｙ］に現出しているときに、入力ノード［Ｙ］の信号レベルとあらかじめ設定された参照電圧［Ｖ２０］とを比較し、比較結果に応じた信号Ｓ４２０により、画素から読み出された読み出し信号の入力ノードへの入力状態を選択するように入力スイッチ４１１のオンオフを切り替え制御する。
【００８０】
本実施形態において、参照電圧［Ｖ２０］は、合成すべき複数の読み出し信号の結合位置に相当するレベル（たとえば図２（Ｂ）の結合位置Ｘ）である。
【００８１】
比較選択部４３０は、たとえば入力ノード［Ｙ］のレベルが参照電圧［Ｖ２０］より高い場合には、現比較対象の読み出し信号に後続の読み出し信号が連続して入力ノード［Ｙ］に入力する状態を選択して、後続の読み出し信号が保持すべきＡＤ変換対象となるように制御する。
この場合、比較器４２０の出力信号Ｓ４２０はたとえば「１」となり、入力スイッチ４１１はオン状態（接続状態）に制御される。
【００８２】
比較選択部４３０は、たとえば入力ノード［Ｙ］のレベルが参照電圧Ｖ２０より低い場合には、現比較対象の読み出し信号に後続の読み出し信号が入力ノード［Ｙ］に入力しない状態を選択して、現比較対象の読み出し信号が保持すべきＡＤ変換対象となるように制御する。
この場合、比較器４２０の出力信号Ｓ４２０はたとえば「０」となり、入力スイッチ４１１はオフ状態（非接続状態）に制御される。
【００８３】
保持部４４０−１，４４０−２は、スイッチＳＷ４４０−１，ＳＷ４４０−２を介してＡＤＣ４１０の出力に対して並列に接続され、ＡＤＣ４１０でＡＤ変換された基準レベルの信号または信号レベルの信号が選択的に保持される、
保持部４４０−１，４４０−２は、少なくともいずれかが、ＡＤＣ４１０がＡＤ変換処理中に上書き可能に構成されている。
なお、保持部の数は、２個以上で合成する読み出し信号の２倍の数２Ｍより少ない数に応じた数に設定される。本実施形態では、最小の２個の保持部４４０−１，４４０−２が配置されている。
【００８４】
合成処理部４５０は、複数の保持部４４０−１，４４０−２に保持されたデジタル信号を合成して出力データＯＤを生成する。
【００８５】
図１２は、合成する読み出し信号の数Ｍが２（Ｍ＝２）の場合の図１１の回路の動作を説明するための図である。
ここで、合成する読み出し信号の数Ｍが２（Ｍ＝２）の場合の図１１の回路の動作を、図１２に関連付けて説明する。
【００８６】
この場合、途切れのない画素読み出し信号（画素信号）ＰＳＤ［Ｎ］は、図１２に示すように、１つの画素信号ＰＳＤ［Ｎ］内にＭ個（本例ではＭ＝２）の基準レベルＶｒｓｔ［Ｎ，１］、Ｖｒｓｔ［Ｎ，２］とＭ個の信号レベルＶｓｉｇ［Ｎ，１］、Ｖｓｉｇ［Ｎ，２］により形成される。
すなわち、１つの途切れのない画素信号ＰＳＤ［Ｎ］内にはＭ個の基準レベルＶｒｓｔ［Ｎ，１］，Ｖｒｓｔ［Ｎ，２］とＭ個の信号レベルＶｓｉｇ［Ｎ，１］，Ｖｓｉｇ［Ｎ，２］が含まれる。
同様に、１つの途切れのない画素信号ＰＳＤ［Ｎ＋１］内にはＭ個の基準レベルＶｒｓｔ［Ｎ＋１，１］，Ｖｒｓｔ［Ｎ＋１，２］とＭ個の信号レベルＶｓｉｇ［Ｎ＋１，１］，Ｖｓｉｇ［Ｎ＋１，２］が含まれる。
【００８７】
このように、途切れのない画素信号ＰＳＤは、１つの画素信号ＰＳＤ内にＭ個の基準レベルＶｒｓｔとＭ個の信号レベルＶｓｉｇが含まれており、その配列順は、１つの出力データＯＤ［Ｎ，Ｍ］を構成する基準レベルＶｒｓｔ［Ｎ，Ｍ］が必ず先に入力されてから信号レベルＶｓｉｇ［Ｎ，Ｍ］が入力されることを制約とした上で複数存在する。
【００８８】
図１２の例では、途切れのない画素信号ＰＳＤ［Ｎ］では、２個の基準レベルＶｒｓｔ［Ｎ，１］，Ｖｒｓｔ［Ｎ，２］が入力されてから、２個の信号レベルＶｓｉｇ［Ｎ，１］，Ｖｓｉｇ［Ｎ，２］が入力される。
同様に、１つの途切れのない画素信号ＰＳＤ［Ｎ＋１］では、２個の基準レベルＶｒｓｔ［Ｎ＋１，１］，Ｖｒｓｔ［Ｎ＋１，２］が入力されてから、２個の信号レベルＶｓｉｇ［Ｎ＋１，１］，Ｖｓｉｇ［Ｎ＋１，２］が入力される。
【００８９】
このように、途切れのない画素信号ＰＳＤ［Ｎ］では、まず、基準レベルＶｒｓｔ［Ｎ，１］，Ｖｒｓｔ［Ｎ，２］が先に入力されることから、この際には比較選択部４３０の比較器４２０は比較処理を行わずリセット状態にあり、その出力は「１」である。
その結果、ＡＤＣ４１０の入力スイッチ４１１はオン状態（接続状態）に保持される。
【００９０】
このような状態でＡＤＣ４１０においては、最初に入力される基準レベルＶｒｓｔ［Ｎ，１］が入力スイッチ４１１を介して入力ノード［Ｙ］に伝送される。そして、ＡＤＣ４１０では、クランプ回路４１２をクランプ信号ＣＬＰによりスイッチＳＷ１１をオンさせることにより、新たな基準レベル［Ｖ１０］を用いて、ノード［Ｙ］に現れる基準レベルＶｒｓｔが変更される。
このとき信号レベルＶｓｉｇ［Ｎ］は、新たな基準レベル［Ｖ１０］を基準とした新たな信号レベルＶｓｉｇ［Ｎ’］となる。
この場合において、基準レベル［Ｖ１０］と信号レベルＶｓｉｇの差は一定である。
【００９１】
ＡＤＣ４１０では、入力ノード［Ｙ］に現出したレベルＶ１０の基準レベルＶｒｓｔ［Ｎ］は変換部４１３でアナログ信号からデジタル信号に変換される（第１のＡＤ変換−１）。
そして、このデジタル信号は、たとえばスイッチＳＷ４４０−１を介して保持部４４０−１に書き込まれ保持される。
【００９２】
次いで、ＡＤＣ４１０では、入力スイッチ４１１がオン状態に保持され、入力ノード［Ｙ］には基準レベルＶｒｓt［Ｎ，２］が入力される。
ＡＤＣ４１０では、入力ノード［Ｙ］に引き続き現出した基準レベルＶｒｓｔ［Ｎ、２］は変換部４１３でアナログ信号からデジタル信号に変換される（第２のＡＤ変換−２）。
そして、このデジタル信号は、たとえばスイッチＳＷ４４０−２介して保持部４４０−２に書き込まれ保持される。
【００９３】
次いで、ＡＤＣ４１０では、入力スイッチ４１１がオン状態に保持された状態で、入力ノード［Ｙ］には信号レベルＶｓｉｇ［Ｎ，１］が入力される。
ここで、ＡＤＣ４１０の入力ノード［Ｙ］に信号レベルＶｓｉｇが現出することから、比較選択部４３０の比較器４２０において、入力ノード［Ｙ］に現出した信号レベルＶｓｉｇ［Ｎ］と参照電圧［Ｖ２０］とが比較され、その結果を示す信号Ｓ４２０により入力スイッチ４１１のオンオフが制御される。
【００９４】
入力スイッチ４１１がオン状態のままに保持された場合、入力ノード[［Ｙ］には画素信号ＰＳＤの信号レベルＶｓｉｇが現れ続け、入力スイッチ４１１がオフ状態に選択された場合、入力ノード［Ｙ］には入力ノード［Ｙ］の状態がそのまま保持される。
【００９５】
以上の処理は、画素信号ＰＳＤ［Ｎ］の続く画素信号［Ｎ＋１］でも同様に行われる。したがって、その詳細な説明は省略する。
【００９６】
図１２の例の画素信号ＰＳＤ［Ｎ］では、入力ノード［Ｙ］に入力された信号レベルＶｓｉｇ［Ｎ，１］が参照電圧［Ｖ２０］より高いため、信号レベルＶｓｉｇ［Ｎ，１］のＡＤ変換結果は不要となる。
つまり、図１２の画素信号ＰＳＤ［Ｎ］の例では、入力スイッチ４１１はオン状態のままで、信号レベルＶｓｉｇ［Ｎ，１］に引き続いて信号レベルＶｓｉｇ［Ｎ，２］が入力されて、後続の信号レベルＶｓｉｇ［Ｎ，２］が第３のＡＤ変換−３の対象となる。
【００９７】
この場合、信号レベルＶｓｉｇ［Ｎ，１］のＡＤ変換結果は不要となることから、これと対をなす基準レベルＶｒｓｔ［Ｎ，１］は不要となる。その結果、保持部４４０−１に既に保持されているデジタルの基準レベルＶｒｓｔ［Ｎ，１］は不要となる。
したがって、図１１の回路では、変換部４１３でデジタル信号に変換された信号レベルＶｓｉｇ［Ｎ，２］がたとえばスイッチＳＷ４４０−１を介して保持部４４０−１に上書きされて保持される。
【００９８】
また、図１２の例の画素信号ＰＳＤ［Ｎ＋１］では、入力ノード［Ｙ］に入力された信号レベルＶｓｉｇ［Ｎ＋１，１］が参照電圧［Ｖ２０］より低いため、比較器４２０の出力信号Ｓ４２０が「０」となり、入力スイッチ４１１がオフ状態に制御される。その結果、信号レベルＶｓｉｇ［Ｎ＋１，１］の後続の信号レベルＶｓｉｇ［Ｎ＋１，２］のＡＤ変換結果は不要となる。
つまり、図１２の画素信号ＰＳＤ［Ｎ＋１］の例では、入力スイッチ４１１はオフ状態となり、入力ノード［Ｙ］には信号レベルＶｓｉｇ［Ｎ＋１，１］が引き続いて保持され、信号レベルＶｓｉｇ［Ｎ＋１，１］が第３のＡＤ変換−３の対象となる。
【００９９】
この場合、信号レベルＶｓｉｇ［Ｎ＋１，２］のＡＤ変換結果は不要となることから、これと対をなす基準レベルＶｒｓｔ［Ｎ＋１，２］は不要となる。その結果、保持部４４０−２に既に保持されているデジタルの基準レベルＶｒｓｔ［Ｎ＋１，２］は不要となる。
したがって、図１１の回路では、変換部４１３でデジタル信号に変換された信号レベルＶｓｉｇ［Ｎ＋１，１］がたとえばスイッチＳＷ４４０−２を介して保持部４４０−２に上書きされて保持される。
【０１００】
このように、本実施形態に係る図１１の回路によれば、従来４回必要であったＡＤ変換動作が３回となり、基本的に保持部４４０も４個から３個になる。
さらにこのとき、第３のＡＤ変換−３に選ばれた信号レベルと対になる基準レベル以外は不要となるため、本例のように上書き可能な保持部を持った場合、保持部４４０−１または４４０−２に対して上書きすることで、保持部の数は２個になる。
つまり、本実施形態に係る図１１の回路によれば、保持部の増加はなくなり、最小２個まで削減することが可能となる。
【０１０１】
以上、合成する読み出し信号の数Ｍが２（Ｍ＝２）の場合の図１１の回路の動作を、図１２に関連付けて説明した。
本発明は、合成する読み出し信号の数Ｍが２（Ｍ＝２）の場合だけでなく、さらに多い数、たとえば４つ（Ｍ＝４）の読み出し信号を合成する場合にも適用することができる。
【０１０２】
図１３は、固体撮像装置において、ダイナミックレンジを高める（拡大させる）方法であって、合成する読み出し信号の数Ｍが４（Ｍ＝４）の場合の途切れのない画素信号の合成処理方法を説明するための図である。
【０１０３】
途切れのない画素信号ＰＳＤは同一の光量に対してＭ（＝４）個の信号が異なる増幅率Ｋを持ちうる。
図１３は、Ｍ＝４、かつ、増幅率の比Ｋ(１)/Ｋ（２）＝２，比Ｋ(１)/Ｋ（３）＝３，比Ｋ(１)/Ｋ（４）＝４とした例である。
【０１０４】
図２の例と同様に、途切れのない画素信号ＰＳＤにより得られた出力データＯＤ［＊，１］、ＯＤ［＊，２］、ＯＤ［＊、３］、ＯＳ［＊，４］は図１３（Ａ）に示すような傾きの異なる特性の信号となる。
合成処理においては、出力データＯＤ［＊，２］、ＯＤ［＊、３］、ＯＳ［＊，４］をその比に合わせて増幅し、図１３(Ｂ)に示すように、一つの合成された最終的な出力データＯＤＡを得る。
【０１０５】
このとき、図１３（Ｂ）に示すように、結合位置（点）［Ｘ］は［Ｘ１］，［Ｘ２］、［Ｘ３］の３点となる。
［Ｘ１］は出力データＯＤ［＊，１］とＯＤ［＊，２］の結合点を示し、［Ｘ２］は出力データＯＤ［＊，２］とＯＤ［＊，３］の結合点を示し、［Ｘ３］は出力データＯＤ［＊，３］とＯＤ［＊，４］の結合点を示している。
それに伴い、参照電圧［Ｖ２０］は［Ｖ２０ １］，［Ｖ２０ ２］，［Ｖ２０ ３］となる。
【０１０６】
図１４は、合成する読み出し信号の数Ｍが４（Ｍ＝４）の場合の図１１の回路の動作を説明するための図である。
図１４（Ａ）は信号レベルＶｓｉｇ［Ｎ，２］が第３のＡＤ変換−３の対象として選択された場合である。図１４（Ｂ）は信号レベルＶｓｉｇ［Ｎ，３］が第３のＡＤ変換−３の対象に選択された場合である。
【０１０７】
ここで、合成する読み出し信号の数Ｍが４（Ｍ＝４）の場合の図１１の回路の動作を、図１４に関連付けて説明する。
ただし、基準レベルＶｒｓｔに対する処理は、基本的に図１２の場合と同様であることから、信号レベルＶｓｉｇに対する処理を中心に説明する。
【０１０８】
図１４の例では、配列順は、Ｍ＝２の配列を２回繰り返し、Ｍ＝４の途切れのない画素信号ＰＳＤ［Ｎ］が形成されている。
そして、図１４の例では、比較選択部４３０の比較器４２０における比較器動作は、信号レベルＶｓｉｇ［Ｎ，１］、Ｖｓｉｇ［Ｎ，２］、Ｖｓｉｇ［Ｎ，３］で行われる。
【０１０９】
図１４（Ａ）の例は、上述したように、信号レベルＶｓｉｇ［Ｎ，２］が第３のＡＤ変換−３の対象として選択された場合である。
この場合、比較器４２０において、１回目の比較動作は、信号レベルＶｓｉｇ［Ｎ，１］と参照電圧［Ｖ２０_１］で行われる。
図１４（Ａ）の例では、信号レベルＶｓｉｇ［Ｎ，１］の方が参照電圧［Ｖ２０_１］より高いので、信号レベルＶｓｉｇ［Ｎ，１］のＡＤ変換結果は不要となる。
つまり、図１４（Ａ）の画素信号ＰＳＤ［Ｎ］の例では、入力スイッチ４１１はオン状態のままで、信号レベルＶｓｉｇ［Ｎ，１］に引き続いて信号レベルＶｓｉｇ［Ｎ，２］が入力される。
【０１１０】
比較器４２０において、２回目の比較動作は、信号レベルＶｓｉｇ［Ｎ，２］と参照電圧［Ｖ２０_２］で行われる。
図１４（Ａ）の例では、信号レベルＶｓｉｇ［Ｎ，２］の方が参照電圧［Ｖ２０_２］より低いので、後続する信号処理が全て不要となる。
つまり、入力スイッチ４１１はオフ状態に保持され、第３のＡＤ変換−３まで入力ノード［Ｙ］には信号レベルＶｓｉｇ［Ｎ，２］が保持され、その変換動作を変換部４１３で行われる。
【０１１１】
以下、この動作を保持部に関連付けて考察する。
図１２の例で述べたように、保持部４４０−１には基準レベルＶｒｓｔ［Ｎ，１］が、保持部４４０−２には基準レベルＶｒｓｔ［Ｎ，２］)が一旦保持される。
しかし、２回目の比較動作により信号レベルＶｓｉｇ［Ｎ，２］が第３のＡＤ変換−３の対象に選択されたため、保持部４４０−１に保持された基準レベルＶｒｓｔ［Ｎ，１］が不要になる。
これにより、保持部４４０−１は第３のＡＤ変換−３により、信号レベルＶｓｉｇ［Ｎ，２］に上書きされる。
【０１１２】
図１４（Ｂ）の例は、上述したように、信号レベルＶｓｉｇ［Ｎ，３］が第３のＡＤ変換−３の対象に選択された場合である。
この場合、比較器４２０において、１回目と２回目の比較動作では信号レベルＶｓｉｇが参照電圧［Ｖ２０_１］，［Ｖ２０_２］より高いため、入力スイッチ４１１はオン状態のままに保持される。
比較器４２０において、３回目の比較動作は、信号レベルＶｓｉｇ［Ｎ，３］と参照電圧［Ｖ２０_３］で行われる。
図１４（Ｂ）の例では、信号レベルＶｓｉｇ［Ｎ，３］の方が参照電圧［Ｖ２０_３］より低いので、後続する信号処理が全て不要となる。
つまり、入力スイッチ４１１はオフ状態に保持され、第３のＡＤ変換−３まで入力ノード［Ｙ］には信号レベルＶｓｉｇ［Ｎ，３］が保持され、その変換動作を変換部４１３で行われる。
【０１１３】
以下、この動作を保持部に関連付けて考察する。
１回目、２回目の比較動作によりスイッチ４１１」がオン状態のままであった場合、保持部４４０−１，４４０−２に一旦保持された基準レベルＶｒｓｔ［Ｎ，１］、Ｖｒｓｔ［Ｎ，２］は不要となる。
つまり、保持部４４０−１には基準レベルＶｒｓｔ［Ｎ，３］が、保持部４４０−２には基準レベルＶｒｓｔ［Ｎ，４］が上書きされる。
３回目の比較動作により信号レベルＶｓｉｇ［Ｎ，３］が第３のＡＤ変換−３の対象に選択されたため、保持部４４０−２に保持格納された基準レベルＶｒｓｔ［Ｎ，４］が不要になる。
つまり、保持部４４０−２は第３のＡＤ変換−３により、信号レベルＶｓｉｇ［Ｎ，３］に上書きされる。
この結果、Ｍ＝２の配列を繰り返した拡張より形成された途切れのない画素信号はＭ個の場合においても、保持部は２個のままである。つまり、保持部の増加はない。
【０１１４】
以上説明したように、本第１の実施形態によれば、読み出し部８０が、ＡＤＣ４１０および比較選択部４３０を構成する比較器４２０を有する。
比較選択部４３０は、信号レベルの信号Ｖｓｉｇが力ノード［Ｙ］に現出しているときに、入力ノード［Ｙ］の信号レベルとあらかじめ設定された参照電圧［Ｖ２０］とを比較し、比較結果に応じた信号Ｓ４２０により、画素から読み出された読み出し信号の入力ノードへの入力状態を選択するように入力スイッチ４１１のオンオフを切り替え制御する。
具体的には、比較選択部４３０は、入力ノード［Ｙ］のレベルが参照電圧［Ｖ２０］より高い場合には、現比較対象の読み出し信号に後続の読み出し信号が連続して入力ノード［Ｙ］に入力する状態を選択して、後続の読み出し信号が保持すべきＡＤ変換対象となるように制御する。
比較選択部４３０は、入力ノード［Ｙ］のレベルが参照電圧［Ｖ２０］より低い場合には、現比較対象の読み出し信号に後続の読み出し信号が入力ノード［Ｙ］に入力しない状態を選択して、現比較対象の読み出し信号が保持すべきＡＤ変換対象となるように制御する。
【０１１５】
したがって、本第１の実施形態によれば、Ｍ個の途切れのない画素信号に対して２以上で２Ｍ個より少ない保持部で対応でき、また、２Ｍ回より少ないＡＤ変換動作を行えば良く、回路面積が増大、処理時間の増大を抑止することが可能となる。
また、参照電圧［Ｖ２０］を用いた比較動作は、自身のアナログノイズにより、境目を強調させないことが可能となり、回路面積の増大、処理時間の増大を抑止しつつＡＤ変換精度の劣化を防止することが可能となる。
【０１１６】
すなわち、本第１の実施形態によれば、回路面積の増大、処理時間の増大を抑止しつつ、ＡＤ変換精度の劣化を防止することが可能で、しかも広ダイナミックレンジ化を実現でき、ひいては高画質化を実現することが可能となる。
【０１１７】
（第２の実施形態）
図１５は、本発明の第２の実施形態に係る固体撮像装置の画素部の列出力の読み出し系を形成するＡＤＣの入力部に配置されるクランプ回路の構成例を示す図である。
図１５は、クランプ回路の入力段を抽出した一例を示し、クランプ回路４１２Ｂは、簡略化せず、増幅器ＡＭＰ１１、容量Ｃ１１、Ｃ１２、およびスイッチＳＷ１１を含んで構成されている例として示されている。
図１６は、図１５の回路の動作例を示す図である。
【０１１８】
本第２の実施形態の読み出し系が第１の実施形態の読み出し系が異なる点は、次の通りである。
第２の実施形態の読み出し系は、基本的にクランプ回路を２つ有している。
また、第２の実施形態では、比較選択部が設けられていない例が示されている。ただし、後述の第３の実施形態のように、比較選択部４３０を設けることも可能である。
【０１１９】
クランプ回路４１２Ｂにおいては、増幅器ＡＭＰ１１、容量Ｃ１２、およびスイッチＳＷ１１を共用してクランプ部４１２Ａが形成され、経路選択用スイッチ４６２−１，４６２−２と容量Ｃ１１−１，Ｃ１１−２のみが追加されて設けられている。
これにより、回路面積の増大が抑止されている。
【０１２０】
図１５の回路では、クランプ回路４１２Ｂのクランプ部４１２Ａの入力側に、経路選択部４６０が配置されている。
経路選択部４６０は、画素ＰＸＬから読み出される合成すべき複数（本例では２）の読み出し信号の各々が個別に伝送される複数の信号経路４６１−１［Ａ］，４６１−２［Ｂ］を含み、経路選択信号に応じていずれか一つの信号経路４６１−１，４６１−２を伝送される読み出し信号をクランプ部４１２Ａに供給する。
経路選択部４６０は、各信号経路４６１−１［Ａ］，４６１−２［Ｂ］に配置され、対応する経路選択信号ＷＡ，ＷＢに応じて信号経路４６１−１，４６１−２の接続状態と非接続状態を切り替える複数の経路選択スイッチ４６２−１，４６２−２を含む。
そして、信号経路４６１−１に容量Ｃ１１−１が配置され、信号経路４６１−２に容量Ｃ１１−２が配置されている。
【０１２１】
図１５のクランプ回路４１２Ｂは、経路選択信号ＷＡ，ＷＢにより、信号経路４６１−１［Ａ］または４６１−２［Ｂ］を通して入力ノード［Ｙ］に接続される。
これにより、２つの基準レベルは信号経路４６１−１［Ａ］または４６１−２［Ｂ］を通してそれぞれ保持されるため、途切れのない画素信号でも精度良くＡＤ変換が可能となる。
【０１２２】
（第３の実施形態）
図１７は、本発明の第３の実施形態に係る固体撮像装置の画素部の列出力の読み出し系を形成するＡＤＣの入力部に配置されるクランプ回路および比較選択部の構成例を示す図である。
図１７は、クランプ回路の入力段を抽出した一例を示し、クランプ回路４１２Ｃは、図１１と同様に、クランプ部４１２Ａを簡略化して示している。
図１８は、図１７の回路の動作例を示す図である。
【０１２３】
本第３の実施形態の読み出し系が第２の実施形態の読み出し系が異なる点は、次の通りである。
本第３の実施形態の読み出し系では、第１の実施形態で説明した比較選択部４３０が配置されており、比較選択部４３０の比較器４２０の出力信号Ｓ４２０と経路選択信号ＷＡ，ＷＢとを関連つけて経路選択スイッチ４６２−１，４６２−２のオンオフ（接続状態と非接続状態）が切り替えられる。
【０１２４】
そして、本第３の実施形態では、経路選択スイッチと入力スイッチが共用され、この共用のスイッチ４６２−１，４６２−２は、比較器の比較結果および対応する経路選択信号ＷＡ，ＷＢの状態に関連つけて接続状態と非接続状態が切り替えられる。
【０１２５】
図１７の例では、経路選択に必要な経路選択信号ＷＡ，ＷＢは、アンドゲート４７０−１，４７０−２において比較器４２０の出力と論理積がとられ、アンドゲート４７０−１，４７０−２の出力により、入力スイッチの機能を併せ持つ経路選択スイッチ４６２−１，４６２−２の制御が行われる。
【０１２６】
図１７の回路では、図１８に示すように、比較器４２０の出力信号Ｓ４２０が「１」の場合、経路選択信号ＷＡ，ＷＢが有効となるため入力ノード［Ｙ］の状態そのものとなる。
しかし、信号レベルＶｓｉｇ［Ｎ＋１，２］で比較器４２０の出力信号Ｓ４２０が「０」となるため、直後の経路選択信号ＷＢは無効となる。
つまり、入力ノード［Ｙ］には信号レベルＶｓｉｇ［Ｎ＋１，１］が保持される。
【０１２７】
本第３の実施形態によれば、上述した第１および第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１２８】
（第４の実施形態）
図１９は、本発明の第４の実施形態に係る固体撮像装置の画素部の列出力の読み出し系を形成するＡＤＣ、比較選択部，並びに、ＡＤＣの出力側に配置される保持部、合成処理部の構成例を示す図である。
【０１２９】
本第４の実施形態の読み出し系が第１の実施形態の読み出し系が異なる点は、参照電圧［Ｖ２０］のレベルを時間的に変化させることが可能に構成されていることにある。
【０１３０】
複数の読み出し信号を合成する最も簡易的な方法は図２（Ｃ）に示す第１の方法である。
ただし、図１１による構成を用いた場合、複数の読み出し信号の結合点［Ｘ］は参照電圧［Ｖ２０］により決定される。
つまり、参照電圧［Ｖ２０］が時間的に変化した様子は結合点［Ｘ］を変化させることと等価であり、その境目を強調することを緩和することが可能となる。
【０１３１】
図１９では、参照電圧［Ｖ２０］を時間変化させるための構成例が示されている。
図１９の例では、参照電圧［Ｖ２０］は、スイッチ４８０−１，４８０−２，４８０−３を通して電圧波形［Ｖ２０_Ａ］，［Ｖ２０_Ｂ］，［Ｖ２０_Ｃ］が選択可能である。
［Ｖ２０_Ａ］は正弦波，［Ｖ２０_Ｂ］は複数レベルを持った方形波，［Ｖ２０_Ｃ］はノイズ波形となる。
なお、それぞれの波形は本来要求される参照電圧［Ｖ２０］のレベルを中心とする。
【０１３２】
本第４の実施形態によれば、上述した第１の実施形態と同様の効果を得ることができることはもとより、アナログノイズによる境目を強調させないことが可能となり、その結果、境目が強調されないような複雑な信号処理が不要となり、回路面積の増大、処理時間の増大を抑止することが可能となる。
【０１３３】
以上説明した固体撮像装置１０は、デジタルカメラやビデオカメラ、携帯端末、あるいは監視用カメラ、医療用内視鏡用カメラなどの電子機器に、撮像デバイスとして適用することができる。
【０１３４】
図２０は、本発明の実施形態に係る固体撮像装置が適用されるカメラシステムを搭載した電子機器の構成の一例を示す図である。
【０１３５】
本電子機器１００は、図２０に示すように、本実施形態に係る固体撮像装置１０が適用可能なＣＭＯＳイメージセンサ１１０を有する。
さらに、電子機器１００は、このＣＭＯＳイメージセンサ１１０の画素領域に入射光を導く（被写体像を結像する）光学系（レンズ等）１２０を有する。
電子機器１００は、ＣＭＯＳイメージセンサ１１０の出力信号を処理する信号処理回路(ＰＲＣ)１３０を有する。
【０１３６】
信号処理回路１３０は、ＣＭＯＳイメージセンサ１１０の出力信号に対して所定の信号処理を施す。
信号処理回路１３０で処理された画像信号は、液晶ディスプレイ等からなるモニタに動画として映し出し、あるいはプリンタに出力することも可能であり、またメモリカード等の記録媒体に直接記録する等、種々の態様が可能である。
【０１３７】
上述したように、ＣＭＯＳイメージセンサ１１０として、前述した固体撮像装置１０を搭載することで、高性能、小型、低コストのカメラシステムを提供することが可能となる。
そして、カメラの設置の要件に実装サイズ、接続可能ケーブル本数、ケーブル長さ、設置高さなどの制約がある用途に使われる、たとえば、監視用カメラ、医療用内視鏡用カメラなどの電子機器を実現することができる。
【符号の説明】
【０１３８】
１０・・・固体撮像装置、２０・・・画素部、３０・・・垂直走査回路、４０・・・読み出し回路、４１０・・・ＡＤＣ、４１１・・・入力スイッチ、４１２，４１２Ｂ，４１２Ｃ・・・クランプ回路、４１２Ａ・・・クランプ部、４１３・・・変換部、４２０・・・比較器、４３０・・・比較選択部、４４０−１，４４０−２・・・保持部、４５０・・・合成処理部、４６０・・・経路選択部、４６１−１，４６１−２・・・信号経路、４６２−１，４６２−２・・・経路選択スイッチ、４７０−１，４７０−２・・・アンドゲート、４８０−１，４８０−２，４８０−３・・・スイッチ、５０・・・水平走査回路、６０・・・タイミング制御回路、７０・・・ＤＳＰ部、８０・・・読み出し部、１００・・・電子機器、１１０・・・ＣＭＯＳイメージセンサ、１２０・・・光学系、１３０・・・信号処理回路（ＰＲＣ）。
【図１】
2019054303.tif 000003
【図２】
2019054303.tif 000004
【図３】
2019054303.tif 000005
【図４】
2019054303.tif 000006
【図５】
2019054303.tif 000007
【図６】
2019054303.tif 000008
【図７】
2019054303.tif 000009
【図８】
2019054303.tif 000010
【図９】
2019054303.tif 000011
【図１０】
2019054303.tif 000012
【図１１】
2019054303.tif 000013
【図１２】
2019054303.tif 000014
【図１３】
2019054303.tif 000015
【図１４】
2019054303.tif 000016
【図１５】
2019054303.tif 000017
【図１６】
2019054303.tif 000018
【図１７】
2019054303.tif 000019
【図１８】
2019054303.tif 000020
【図１９】
2019054303.tif 000021
【図２０】
2019054303.tif 000022