(57)【要約】【課題】ノイズ成分の抑制された高画質な画像を得ることを課題とする。【解決手段】各々が、光電変換素子を含む複数の画素と、前記複数の画素からの信号を第１の端子に受ける複数の容量素子と、前記複数の容量素子の各々の第２の端子を所定の電位にするための複数のクランプスイッチと、前記複数の容量素子の前記第２の端子からの信号を記憶する複数の第１の記憶手段と、前記複数の容量素子の前記第２の端子からの信号を記憶する複数の第２の記憶手段と、前記複数の第１の記憶手段からの信号が順次出力される第１の共通出力線と、前記複数の第２の記憶手段からの信号が順次出力される第２の共通出力線と、前記第１の共通出力線からの信号と、前記第２の共通出力線からの信号との差分処理を行う差分手段とを有することを特徴とする撮像装置を提供する。【選択図】      図１
2004297546.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々が、光電変換素子を含む複数の画素と、
前記複数の画素からの信号を第１の端子に受ける複数の容量素子と、
前記複数の容量素子の各々の第２の端子を所定の電位にするための複数のクランプスイッチと、
前記複数の容量素子の前記第２の端子からの信号を記憶する複数の第１の記憶手段と、
前記複数の容量素子の前記第２の端子からの信号を記憶する複数の第２の記憶手段と、
前記複数の第１の記憶手段からの信号が順次出力される第１の共通出力線と、
前記複数の第２の記憶手段からの信号が順次出力される第２の共通出力線と、
前記第１の共通出力線からの信号と、前記第２の共通出力線からの信号との差分処理を行う差分手段と、
を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
請求項１において、前記複数の画素の各々は、前記光電変換素子からの信号を増幅して出力する第１の増幅手段と、前記第１の増幅手段の入力部をリセットするリセットスイッチとを含むことを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
請求項２において、前記容量素子の前記第２の端子からの信号を増幅して出力する第２の増幅手段を有し、前記第２の増幅手段からの信号は、前記第１の記憶手段及び前記第２の記憶手段に転送されることを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項において、前記第１の記憶手段は、転送された信号を保持する第１の転送スイッチ及び第１の保持容量とを有し、前記第２の記憶手段は、転送された信号を保持するための第２の転送スイッチ及び第２の保持容量を有し、
前記撮像装置は、さらに、第１のタイミングに前記クランプスイッチをオフにした後、前記クランプスイッチをオフにし続け、第２のタイミングに、前記第１の転送スイッチを閉じることにより、前記容量素子の前記第２の端子から得られる第１の信号を前記第１の保持容量に保持し、前記第１のタイミングに前記クランプスイッチをオフにした後、前記クランプスイッチをオフにし続け、第３のタイミングに、前記第２の転送スイッチを閉じることにより、前記容量素子の前記第２の端子から得られる第２の信号を前記第２の保持容量に保持する駆動手段と、
を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
請求項４において、前記駆動手段は、前記クランプスイッチをオンにすることにより前記容量素子の第２の端子を前記所定の電位にし、その後、前記第１の増幅手段の入力部をリセットした後に前記第１の増幅手段から得られる信号を前記容量素子の第１の端子に転送し、その後、前記クランプスイッチをオフにした後に、前記容量素子の第２の端子から得られる前記第１の信号を前記第１の記憶手段に保持し、その後、前記第１の増幅手段から出力される前記光電変換素子からの光電変換信号を含む信号を前記容量素子の第１の端子に転送し、前記容量素子の第２の端子から得られる前記第２の信号を前記第２の記憶手段に保持するように駆動することを特徴とする撮像装置。
【請求項６】
請求項４において、前記駆動手段は、前記クランプスイッチをオンにすることにより前記容量素子の第２の端子を前記所定の電位にし、その後、前記増幅手段から出力される前記光電変換素子からの光電変換信号を含む信号を前記容量素子の第１の端子に転送し、その後、前記クランプスイッチをオフにした後に、前記容量素子の第２の端子から得られる前記第１の信号を前記第１の記憶手段に保持し、その後、前記増幅手段の入力部をリセットした後に前記増幅手段から得られる信号を前記容量素子の第１の端子に転送し、前記容量素子の第２の端子から得られる前記第２の信号を前記第２の記憶手段に保持するように駆動することを特徴とする撮像装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項において、前記複数の画素は、水平方向及び垂直方向に２次元状に配列されており、前記撮像装置は、さらに、前記差分手段から出力された信号をディジタル信号に変換するアナログ・ディジタル変換手段と、前記アナログ・ディジタル変換手段からの信号を補正する補正手段を有し、前記補正手段は、一次元の補正データを有し、前記一次元の補正デ−タに基づき、前記２次元状に配列された複数の画素からの信号の補正を行うことを特徴とする撮像装置。
【請求項８】
請求項７において、前記補正データは、前記クランプスイッチをオフにする場合に生じるノイズ成分を含むことを特徴とする撮像装置。
【請求項９】
請求項７において、前記補正データは、前記第２の増幅手段により生じるノイズ成分を含むことを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被写体像を撮像する撮像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年ＣＭＯＳプロセスを利用したＣＭＯＳセンサと呼ばれる固体撮像素子が注目されている。ＣＭＯＳセンサは、周辺回路混載の容易性、低電圧駆動等の理由から、とくに携帯情報機器分野への応用が進んでいる。ＣＭＯＳセンサの研究初期段階においては、画素ごとの素子特性のばらつきによって発生する固定パターンノイズが大きな問題となっていたが、固定パターンノイズを効果的に除去する方法の一つとして、次に示すようなクランプ回路を用いたものが提案されている。図７は、従来技術による固体撮像素子の等価回路図を示したものであり、２次元的に画素を配列したうちのある１画素（ここではｎ行目、ｍ列目の画素であると仮定する）にかかわる部分を図示している。図７において、単位画素内は、光電変換素子であるフォトダイオード１と、フォトダイオード１で発生した信号を増幅する増幅ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）４と、増幅ＭＯＳＦＥＴ４の入力を所定電位にリセットする画素リセットスイッチ３、および増幅ＭＯＳＦＥＴ４のソース電極と垂直出力線６との導通を制御する行選択スイッチ５から成っている。行選択スイッチ５がオンすると、負荷ＭＯＳＦＥＴ７を負荷としたソースフォロア回路が形成され、フォトダイオード１の電位に応じて、およそフォトダイオード電位から増幅ＭＯＳＦＥＴ４の閾値だけ低下した電位が垂直出力線６上に現れる。クランプ容量８、およびクランプスイッチ９は、クランプ回路を構成しており、垂直出力線電位のＤＣ成分を遮断し、光電荷量に基づく電位変化分だけを後段に伝達する。クランプ回路を介して得られた光応答成分は、保持容量１２に一時保持されたのち、水平走査回路１９によって制御される水平スイッチ１４を介して、水平出力線１７に読み出される。水平出力線１７は出力アンプ１８の入力に接続されており、出力アンプ１８は図示されていない外部負荷を駆動する。
【０００３】
この固体撮像素子の動作を図８の駆動パルスタイミングを用いて詳細に説明する。読み出し動作にさきだって、所定の露光時間が経過し、フォトダイオード１には光電荷が蓄積されているものとする。図示されていない垂直走査回路によって選択されたｎ番目の行について、行選択パルスＰＳＥＬがハイレベルとなり、光電荷量に応じた明時出力が垂直出力線６上に現れる。ここで、図７のＰＳＥＬ、ＰＲＥＳに付加されている添え字ｎは、ｎ行目の画素に印加されるパルスであることを示している。つづいてクランプパルスＰＣ０Ｒが、ハイレベルからローレベルに立下り、明時出力がクランプされる。このとき、保持容量１２の電位は、クランプ電圧ＶＣ０Ｒにリセットされている。つづいて、画素リセットパルスＰＲＥＳが一定期間ハイレベルとなり、フォトダイオード１がリセットされると、暗時出力が垂直出力線６上に現れる。このとき、クランプ容量８を介して、明時出力から暗時出力への変化量が光信号成分として、保持容量１２に伝達される。このとき、クランプ容量８の容量をＣ０、保持容量の容量をＣＴとすると、Ｃ０／（Ｃ０＋ＣＴ）のゲインをもって光信号成分は伝達される。転送パルスＰＴＳがハイレベルからローレベルとなると、クランプ容量８と保持容量１２との間は遮断され、光応答成分は保持容量１２に保存される。ここで、画素ごとの増幅ＭＯＳＦＥＴ４の閾値ばらつきによって発生する固体パターンノイズは、クランプ容量８とクランプスイッチ９で構成されるクランプ回路によって除去されている。しかるのち、水平走査回路１９によって走査パルスＨＳＲ（１）・・・ＨＳＲ（ｍ）が出力され、水平転送スイッチ１４が順番に開閉され、保持容量１２に一時保存された光信号が水平出力線１７に読み出される（例えば、特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平４−６１５７３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の従来技術による固体撮像素子には次のような問題がある。クランプスイッチ９をオフする際、クランプスイッチ９に形成されていた反転層電荷の一部が保持容量１２側に流入してくるため、オフ後の電位は、クランプ電圧ＶＣ０Ｒより下がる。また、クランプスイッチ９のゲート〜ソース（ドレイン）間に寄生容量が存在するため、クランプパルスＰＣ０Ｒがこれを介して保持容量１２側に混入してくる。クランプスイッチごとにこれらの反転層電荷量や寄生容量が異なると、オフセット電圧に差異が生じ、水平方向に固体パターンノイズが発生する。一般に、異なる２つのスイッチ間の距離が遠くなるほど、オフセット電圧の差異は大きくなる傾向があり、水平方向に徐々に出力レベルが変化するという現象が発生する。この現象は、画面の輝度むらにつながり、カラーセンサである場合は、さらにホワイトバランスの空間的なずれを引き起こす。また、このオフセット電圧は、クランプスイッチがオフする事象によってランダムにゆらぐため、ランダムノイズの一因となる。このランダムノイズ量は、クランプスイッチ９がオフする際、転送ゲート１０がオンしていることを考慮して、ｋをボルツマン定数、Ｔを絶対温度とすると、√（ｋＴ／（Ｃ０＋ＣＴ））で表される。特に高精細なイメージセンサになるほど、画素ピッチが縮小するのに伴ってＣ０やＣＴが小さくなるため、このランダムノイズは増大していく傾向にある。以上述べたように、クランプスイッチ９で発生するオフセット成分は、固体パターンノイズおよびランダムノイズとして、画質を劣化させ、従来技術の固体撮像素子およびその駆動方法では、高画質化の障害になっていた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、各々が、光電変換素子を含む複数の画素と、前記複数の画素からの信号を第１の端子に受ける複数の容量素子と、前記複数の容量素子の各々の第２の端子を所定の電位にするための複数のクランプスイッチと、前記複数の容量素子の前記第２の端子からの信号を記憶する複数の第１の記憶手段と、前記複数の容量素子の前記第２の端子からの信号を記憶する複数の第２の記憶手段と、前記複数の第１の記憶手段からの信号が順次出力される第１の共通出力線と、前記複数の第２の記憶手段からの信号が順次出力される第２の共通出力線と、前記第１の共通出力線からの信号と、前記第２の共通出力線からの信号との差分処理を行う差分手段とを有することを特徴とする撮像装置を提供する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態について以下に詳細に説明する。
【０００８】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態の固体撮像素子、およびその駆動方法について説明する。図１は、第１実施の形態の固体撮像素子の等価回路図であり、２次元的に画素を配列したうちのある１画素（ここではｎ行目、ｍ列目の画素であると仮定する）にかかわる部分を図示している。図１において、単位画素内は、光電変換素子であるフォトダイオード１と、フォトダイオード１で発生した信号を増幅する第１の増幅手段である増幅ＭＯＳＦＥＴ４と、増幅ＭＯＳＦＥＴ４の入力を所定電圧にリセットするリセットスイッチ３、および増幅ＭＯＳＦＥＴ４のソース電極と垂直出力線６との導通を制御する行選択スイッチ５から成っている。行選択スイッチ５がオンすると、負荷ＭＯＳＦＥＴ７を負荷としたソースフォロア回路が形成され、フォトダイオード１の電位に応じて、およそフォトダイオード電位から増幅ＭＯＳＦＥＴ４の閾値だけ低下した電位が垂直出力線上に現れる。容量素子であるクランプ容量８、およびクランプスイッチ９は、クランプ回路を構成しており、垂直出力線電位のＤＣ成分を遮断し、垂直出力線の電位変化分を後段に伝達する。第１の記憶手段である転送スイッチ１０及び保持容量１２と、第２の記憶手段である転送スイッチ１１及び保持容量１３は対称に設けられており、それぞれ暗時および明時に対応する信号を保持する。ソースフォロワ回路２１は、クランプ容量８の出力側電極電位に応じて保持容量１２、１３の充放電を行うためのものである。保持容量１２、１３はそれぞれ第１の共通出力線である水平出力線１６、第２の共通出力線である水平出力線１７に水平スイッチ１４、１５を介して接続され、差分手段である出力アンプ１８で差分演算される。
【０００９】
図２の駆動パルスタイミングを用いて、この固体撮像素子の動作を詳細に説明する。読み出し動作にさきだって、所定の露光時間が経過し、フォトダイオード１には光電荷が蓄積されているものとする。図示されていないが垂直走査回路によって選択されたｎ番目の行について、行選択パルスＰＳＥＬがハイレベルとなり、光電荷量に応じた明時出力が垂直出力線６上に現れる。ここで、図２のＰＳＥＬ、ＰＲＥＳに付加されている添え字ｎは、ｎ行目の画素に印加されるパルスであることを示している。つづいてクランプパルスＰＣ０Ｒが、ハイレベルからローレベルに立下り、明時出力がクランプされる。第１の信号である、明時出力に対応したクランプ容量８の出力側電極電位ＶＣＯＲは、第２の増幅手段であるソースフォロワ回路２１によって保持容量１２に伝達され、転送パルスＰＴＳがローレベルになる時点でサンプリングされる。このとき、クランプスイッチ９がオフするときに発生するオフセット電圧が、保持容量１２に保持される。つづいて、画素リセットパルスＰＲＥＳが一定期間ハイレベルとなり、フォトダイオード１はリセットされ、暗時出力が垂直出力線６上に現れる。第２の信号である明時出力から暗時出力への電位変化、つまり、明時出力から暗時出力を差分した信号は、クランプ容量８、ソースフォロワ回路２１を介して、もう一方の保持容量１３に伝達され、転送パルスＰＴＮがローレベルとなる瞬間にサンプリングされる。このとき、クランプスイッチ９がオフするときに発生するオフセット電圧は、光応答成分に重畳されて保持容量１３に保持される。後段の出力アンプ１８で、２つの保持容量１２、１３に保存されている信号を差分演算することにより、クランプスイッチ９やソ−スフォロワ回路２１で発生するオフセット電圧は除去され、光応答成分のみが取得できる。また、２つの保持容量１２、１３に保持されるオフセット電圧は、クランプパルスＰＣ０Ｒについて同一なローレベル期間内でサンプリングされているため、クランプスイッチ９によるリセット動作としては、同一事象で発生したオフセット電圧である。したがって、ランダムノイズ成分もまた除去できる。以上説明したように、本発明の第１の実施の形態の固体撮像素子およびその駆動方法によれば、クランプ回路８、９により画素の増幅ＭＯＳＦＥＴ４のばらつきによる発生する固定パターンノイズを除去し、出力アンプによりクランプスイッチ９で発生する固定パターンノイズおよびランダムノイズを除去することができ、低ノイズの高品位な画像信号を得ることができる。
【００１０】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態の固体撮像素子およびその駆動方法について説明する。図３は、第２の実施の形態の固体撮像素子の等価回路図であり、２次元的に画素を配列したうちのある１画素（ここではｎ行目、ｍ列目の画素であると仮定する）にかかわる部分を図示している。第３図において、単位画素内は、第１実施例と同様に、光電変換素子であるフォトダイオード１と、フォトダイオード１で発生した信号を増幅する第１の増幅手段である増幅ＭＯＳＦＥＴ４と、増幅ＭＯＳＦＥＴ４の入力を所定電圧にリセットするリセットスイッチ３、および増幅ＭＯＳＦＥＴ４のソース電極と垂直出力線６との導通を制御する行選択スイッチ５から成っている。さらに、フォトダイオード１と増幅ＭＯＳＦＥＴ４のゲート電極との導通を制御する画素転送スイッチ２が設けられている。
【００１１】
図４の駆動パルスタイミングを用いてこの固体撮像素子の動作を詳細に説明する。読み出し動作にさきだって、所定の露光時間が経過し、フォトダイオード１には光電荷が蓄積されているものとする。図示されていないが垂直走査回路によって選択されたｎ番目の行について、まず画素リセットパルスＰＲＥＳがハイレベルからローレベルとなり、増幅ＭＯＳＦＥＴ４のゲート電極のリセットが解除される。このとき、ゲート電極を含む画素の寄生容量（以後ＣＦＤとする）に暗時に対応する電圧が保持される。ゲート電圧がリセットされる電圧は、画素リセットスイッチ３がオンしているときに５極管領域にあれば、画素リセットスイッチ３のゲートハイレベルから閾値分だけ低下した電圧となり、３極管領域にあれば、ＳＶＤＤ電圧となるが、画素リセットスイッチがオフする際に、これらの電圧よりもわずかに低下する。これは、画素リセットスイッチがオンしている状態で形成される反転層電荷の流入や、画素リセットスイッチ３のゲート〜ソース間の寄生容量を介したフィードスルーによる。つづいて行選択パルスＰＳＥＬがハイレベルとなり、暗時出力が垂直出力線６上に現れる。所定の時間経過後、クランプパルスＰＣ０Ｒがハイレベルからローレベルとなり、暗時出力がクランプされる。クランプスイッチがオフするときに発生するオフセット電圧を重畳した形で、ＰＴＮがローレベルとなる瞬間に、第２の信号である、暗時出力に対応したクランプ容量８の出力側電極電位ＶＣＯＲが保持容量１２にサンプリングされる。
【００１２】
つづいて、画素において、画素転送スイッチ２が一定期間ハイレベルとなり、フォトダイオード１に蓄積された光電荷が増幅ＭＯＳＦＥＴ４のゲート電極に転送される。この結果、ゲート電位は、転送された電荷をＱとすると、Ｑ／ＣＦＤだけ暗時電圧から低下する。これに対応して、垂直出力線６上には明時出力が現れる。第２の信号でる暗時出力から明時出力への電位変化、つまり、明時出力から暗時出力を差分した信号は、クランプ容量８とソースフォロワ回路２１を介して、保持容量１３に伝達され、クランプスイッチをオフした時に発生するオフセット電圧を含んだ信号として、ＰＴＳがローレベルになる瞬間にサンプリングされる。第１の実施の形態と同様に、保持容量１２と１３に保存された信号の差分演算をすることで、光応答成分が取得される。このとき、クランプスイッチ９で発生するオフセット電圧だけでなく、画素リセットスイッチ３で発生するオフセット電圧も、差分演算で除去される。また、差分演算される２つの信号が、クランプパルスＰＣ０Ｒおよび画素リセットパルスＰＲＥＳの同一ローレベル期間内でサンプリングされ、クランプスイッチ９および画素リセットスイッチ３のリセット動作に関して、それぞれ同一事象であることから、ランダムノイズ成分も除去されることになる。したがって、本発明の第２実施例の固体撮像素子およびその駆動方法によれば、クランプ回路８、９により画素の増幅ＭＯＳＦＥＴ４のばらつきによる発生する固定パターンノイズを除去し、出力アンプ１８により画素リセットスイッチ３およびクランプスイッチ９で発生する固定パターンノイズおよびランダムノイズを同時に除去することができ、低ノイズの高品位な画像信号を得ることができる。
【００１３】
（第３の実施の形態）
本発明の第３実施の形態の固体撮像素子とその駆動方法について説明する。図５は、第３の実施の形態の固体撮像素子の等価回路図であり、２次元的に画素を配列したうちのある１画素（ここではｎ行目、ｍ列目の画素であると仮定する）にかかわる部分を図示している。等価回路としては、図３の第２の実施の形態の固体撮像素子におけるソースフォロワ回路２１がの代わりに、ゲインアンプ２０が設けられている点を除いて、図３と同様な構成である。一般に、水平走査回路１９による水平転送動作に追従するため、出力アンプ１８は、広帯域なアンプである必要がある。入射光が弱い場合、十分な光応答信号を外部に出力するためには、光応答信号をどこかで電圧増幅する必要があるが、広帯域な出力アンプ１８で高い電圧増幅率を設定すると、ノイズ特性が著しく悪化してしまう。このため、狭帯域でも問題のない、画素から保持容量１２、１３への読み出し過程において電圧増幅をすることが望ましい。
【００１４】
特にデジタルスチルカメラ等へ使用する場合、設定ＩＳＯ感度と連動して、ゲインアンプ２０の電圧増幅率を切り替えることが好適である。このことにより、特に入射光の弱い被写体を想定している高ＩＳＯ感度設定において、著しくノイズ特性を改善することができる。通常ＩＳＯ感度は、１００、２００、４００、・・・などのように互いに２の累乗倍になる比で設定されていることが多いため、電圧増幅率の設定をこれらの比を含むようにしておくことは、さらに望ましい。なお、クランプ回路の直後にゲインアンプ２０を設ける利点としては、クランプ電圧ＶＣ０Ｒによって、ゲインアンプ２０の入力レベルを調節することが容易である点が挙げられる。画素リセットスイッチ３およびクランプスイッチ９で発生するオフセット電圧は、このゲインアンプ２０によって電圧増幅されるが、第４図の駆動パルスタイミングを用いて、第２の実施の形態で述べてきたものと同様な手法で除去することができる。また、ゲインアンプ２０自体が持つオフセット電圧もまた同時に除去される。さらに、ＰＴＮとＰＴＳのサンプリング間隔より長周期なランダムノイズ、例えば長周期な１／ｆノイズもまた除去することができる。したがって、本発明の第３の実施の形態の固体撮像素子によれば、画素リセットスイッチ３およびクランプスイッチ９で発生する固定パターンノイズおよびランダムノイズを同時に除去することができる。さらに、ゲインアンプ２０のオフセット電圧および長周期のランダムノイズを除去することができる。また、画素リセットスイッチ３およびクランプスイッチ９で発生する固定パターンノイズおよびランダムノイズが、ゲインアンプ２０で電圧増幅されたのちでも除去できることにより、これらの副作用を起こすことなく、狭帯域な回路部で電圧増幅することによるランダムノイズ低減効果を享受することができる。これらの効果により、低ノイズの高品位な画像信号を得ることができる。
【００１５】
以上で説明した第１から第３の実施の形態では、さらに、以下に説明するような効果を有する。
【００１６】
クランプ回路におけるノイズ成分の除去率は、２つの保持容量に明時出力と暗時出力を保持し、それらの差分を行う方式におけるノイズ成分の除去率よりも一桁ほど良い。また、水平走査は、高速に行う必要性がある。
【００１７】
最終段にクランプ回路を設けると、クランプ回路へ暗時出力と明時出力を交互に出力しなければならず、水平走査を高速に行うことが難しくなる。第１から第３の実施の形態では、一つの垂直出力線毎にクランプ回路を設けるとともに、そのクランプ回路で生じるノイズを最終段のアンプで抑制することにしたことにより、ノイズの抑制と読み出しスピードの高速化の調和のとれた固体撮像素子を提供することが可能となった。
【００１８】
画素毎の増幅ＭＯＳＦＥＴ４のばらつきによる固定パターンノイズやランダムノイズは、クランプ回路によりほぼ抑制することが出来、そのクランプ回路で生じるノイズも最終段の出力アンプにより、絶対量を小さくすることができる。つまり、固体撮像素子内でほぼ完全に取り除くことが出来ないノイズ成分は、クランプ回路や垂直出力線のソ−スフォロワによって生じる一次元的なノイズになり、後段でこれらを処理する場合に、一元的なデ−タを記憶した補正メモリでよく、メモリの削減及び後段における負荷の軽減につながる。
【００１９】
（第４の実施の形態）
図８に基づいて、上記で説明した第１の実施形態〜第３の実施の形態で説明した固体撮像素子を用いた撮像装置について説明する。
【００２０】
図８において、１０１はレンズのプロテクトとメインスイッチを兼ねるバリア、１０２は被写体の光学像を固体撮像素子１０４に結像させるレンズ、１０３はレンズ１０２を通った光量を可変するための絞り、１０４はレンズ２で結像された被写体を画像信号として取り込むための固体撮像素子、１０５は、固体撮像素子１０４から出力される画像信号を増幅するゲイン可変アンプ部及びゲイン値を補正するためのゲイン補正回路部等を含む撮像信号処理回路、１０６は固体撮像素子１０４より出力される画像信号のアナログーディジタル変換を行うＡ／Ｄ変換器、１０７はＡ／Ｄ変換器１０６より出力された画像データに各種の補正を行ったりデータを圧縮する信号処理部、１０８は固体撮像素子１０４、撮像信号処理回路１０５、Ａ／Ｄ変換器１０６、信号処理部１０７に、各種タイミング信号を出力するタイミング発生部、１０９は各種演算と撮像装置全体を制御する全体制御・演算部、１１０は画像データを一時的に記憶する為のメモリ部、１１１は記録媒体に記録または読み出しを行うためのインターフェース部、１１２は画像データの記録または読み出しを行う為の半導体メモリ等の着脱可能な記録媒体、１１３は外部コンピュータ等と通信する為のインターフェース部である。
【００２１】
ここで、信号処理部１０７には、上記の実施の形態１から３で説明したクランプ回路８、９によって生じるノイズ成分とソ−スフォロワ回路２０、２１により生じるノイズ成分とを補正するための一次元的な補正データを記憶するメモリがあり、そのメモリに記憶された補正データに基づき、Ａ／Ｄ変換回路から出力された信号を補正する。
【００２２】
ここで、同じ垂直出力線を介して出力される複数の画素からの信号に対しては、同じ補正データを用いて補正する。また、この一次元の補正データは、一次元状に配列されたクランプ回路８、９の各々によって生じるノイズ成分ばらつきと、一次元状に配列されたソ−スフォロワ回路２０、２１の各々のオフセット成分の違いにより生じるばらつきを含んだデ−タである。
【００２３】
上記の一次元デ−タを得る方法として、固体撮像素子に垂直ＯＢ部（例えば、一ラインの画素を遮光する）を設け、その垂直ＯＢ部の画素を用いて、上記の実施の形態１から３のような動作を行い、出力アンプ１８から得られる一次元的な信号を補正デ−タとする方法がある。
【００２４】
次に、前述の構成における撮影時の撮像装置の動作について説明する。
【００２５】
バリア１０１がオープンされるとメイン電源がオンされ、次にコントロール系の電源がオンし、更にＡ／Ｄ変換器１０６などの撮像系回路の電源がオンされる。
【００２６】
それから、露光量を制御する為に、全体制御・演算部１０９は絞り１０３を開放にし、固体撮像素子１０４から出力された信号はＡ／Ｄ変換器１０６で変換された後、信号処理部１０７に入力される。
【００２７】
そのデータを基に露出の演算を全体制御・演算部１０９で行う。
【００２８】
この測光を行った結果により明るさを判断し、その結果に応じて全体制御・演算部１０９は絞りを制御する。
【００２９】
次に、固体撮像素子１０４から出力された信号をもとに、高周波成分を取り出し被写体までの距離の演算を全体制御・演算部１０９で行う。その後、レンズを駆動して合焦か否かを判断し、合焦していないと判断した時は、再びレンズを駆動し測距を行う。
【００３０】
そして、合焦が確認された後に本露光が始まる。
【００３１】
露光が終了すると、固体撮像素子１０４から出力された画像信号はＡ／Ｄ変換器１０６でＡ／Ｄ変換され、信号処理部１０７を通り全体制御・演算部１０９によりメモリ部に書き込まれる。
【００３２】
その後、メモリ部１１０に蓄積されたデータは、全体制御・演算部９の制御により記録媒体制御Ｉ／Ｆ部を通り半導体メモリ等の着脱可能な記録媒体１１２に記録される。
【００３３】
また、外部Ｉ／Ｆ部１３を通り直接コンピュータ等に入力して画像の加工を行ってもよい。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、ノイズ成分の抑制された高画質な画像を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の固体撮像素子の等価回路図である。
【図２】本発明の第１実施例の固体撮像素子の駆動パルスタイミングである。
【図３】本発明の第２実施例の固体撮像素子の等価回路図である。
【図４】本発明の第２実施例の固体撮像素子の駆動パルスタイミングである。
【図５】本発明の第３実施例の固体撮像素子の等価回路図である。
【図６】本発明の第４の実施の形態の撮像装置をあらわす図である。
【図７】従来技術による固体撮像素子の等価回路図である。
【図８】従来技術による固体撮像素子の駆動パルスタイミングである。
【符号の説明】
１  フォトダイオード
２  画素リセットスイッチ
３  転送スイッチ
４  増幅ＭＯＳＦＥＴ
５  行選択スイッチ
６  垂直出力線
７  負荷ＭＯＳ
８  クランプ容量
９  クランプスイッチ
１０、１１  転送スイッチ
１２、１３  保持容量
１４、１５  水平転送スイッチ
１６、１７  水平出力線
１８  出力アンプ
１９  水平走査回路
２０  ゲインアンプ
２１  ソースフォロワ回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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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【図８】
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