(57)【要約】【課題】  調整対象成分の測定処理を簡素化し、また、調整精度を向上する。【解決手段】  撮像装置のアナログフロントエンド回路１は信号処理回路に相当し、調整対象成分である黒レベル信号のフィードバックにより、黒レベル信号を撮像信号から除去する。黒レベル調整回路１０は、フィードバックされるべき黒レベル信号に、可変ゲインアンプであるＰＧＡ３をバイパスさせるバイパス回路１４を備えている。黒レベル測定時は、黒レベルの信号がバイパス回路１４を通り、ゲイン設定が関与せず、ＰＧＡ３のオフセット成分も測定に悪影響を及ぼさない。ＡＤコンバータ４に基準電圧を入力してＡＤコンバータ４のオフセット成分を検出し、相殺する構成を設けてもよい。同様の構成をＰＧＡ３に設けてもよい。【選択図】  図１
2005101870.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
調整対象成分を含んだ信号を処理する信号処理回路に設けられ、前記調整対象成分のフィードバックにより、前記信号処理回路を通る信号から前記調整対象成分を除去する信号調整回路において、
フィードバックされるべき前記調整対象成分の信号測定時に、前記信号処理回路を構成するゲインアンプをバイパスさせるバイパス回路を設けたことを特徴とする信号調整回路。
【請求項２】
調整対象成分を含んだ信号を処理する信号処理回路に設けられ、前記調整対象成分のフィードバックにより、前記信号処理回路を通る信号から前記調整対象成分を除去する信号調整回路において、
前記信号処理回路を構成するＡＤコンバータに基準電圧を入力する回路と、
前記基準電圧を使って測定される前記ＡＤコンバータのオフセット成分を相殺する回路と、
を有することを特徴とする信号調整回路。
【請求項３】
調整対象成分を含んだ信号を処理する信号処理回路に設けられ、前記調整対象成分のフィードバックにより、前記信号処理回路を通る信号から前記調整対象成分を除去する信号調整回路において、
フィードバックされるべき前記調整対象成分の信号測定時に、前記信号処理回路を構成するゲインアンプをバイパスさせるバイパス回路を有し、
前記バイパス回路は、前記ゲインアンプに設けられた複数段のアンプの少なくとも一部をバイパスすることを特徴とする信号調整回路。
【請求項４】
調整対象成分を含んだ信号を処理する信号処理回路に設けられ、前記調整対象成分のフィードバックにより、前記信号処理回路を通る信号から前記調整対象成分を除去する信号調整回路において、
前記信号処理回路を構成するゲインアンプに設けられた複数段のアンプの少なくとも一つに基準電圧を入力する回路と、
前記基準電圧を使って測定される前記アンプのオフセット成分を相殺する回路と、
を有することを特徴とする信号調整回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号処理回路を通る信号から調整対象成分を除去する信号調整回路に関する。信号調整回路は、典型的には、撮像装置の黒レベル調整回路である。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ＣＣＤなどの固体撮像デバイスからの出力信号を処理するアナログフロントエンド回路に黒レベル調整回路を設けることが知られている。黒レベル調整回路は、例えば遮光された素子の出力成分を黒レベルとして測定し、光が入射している素子の出力から黒レベルを減算することで、純粋な映像情報のみを取り出す。
【０００３】
図８は、従来の撮像装置のアナログフロントエンド回路の一例を黒レベル調整回路と共に示している。図示のように、アナログフロントエンド回路１０１は、相関二重サンプリング回路（以下、ＣＤＳ）１０２、プログラマブル可変ゲインアンプ回路（以下、ＰＧＡ）１０３およびＡＤコンバータ１０４を含む。プログラマブル可変ゲインアンプは、可変ゲインアンプの一種である。上記構成によれば、撮像デバイスからの信号は、まず、ＣＤＳ１０２でサンプリングされた後、ＰＧＡ１０３で、撮像しているある期間の最大値がＡＤコンバータ１０４の入力電圧範囲に一致するように増幅される。その後、ＡＤコンバータ１０４でデジタル変換が行われ、撮像信号はデジタル領域で処理される。
【０００４】
黒レベル調整回路１１０は、黒レベルの測定値をフィードバックする回路であり、図示のように、デジタル処理回路１１１、ＤＡコンバータ１１２および減算回路１１３で構成される。黒レベル測定は、上述の撮像信号と同様のパスを使用して行われる。すなわち、黒レベル測定時は、固体撮像デバイスの遮蔽された素子の出力信号が上記アナログフロントエンド回路１０１に供給される。そして、ＡＤコンバータ１０４のデジタル値が黒レベルとして求められる。黒レベルのデジタル値はデジタル処理回路１１１で処理され、ＤＡコンバータ１１２でアナログに変換され、減算回路１１３へ供給される。減算回路１１３では、黒レベルのアナログ信号が撮像信号から減算される。
【０００５】
図９は、従来の黒レベル調整回路のもう一つの例を示している。図９では、黒レベルの減算回路１１３がＣＤＳ１０２の後段に挿入されている。挿入位置の相違を除き、図９の構成は図８と同様である。
【０００６】
また、非特許文献１は、可変ゲインアンプの従来技術を開示している。
【非特許文献１】Yoshihisa Fujimoto等、"A Switched-Capacitor Variable Gain Amplifier for CCD Image Sensor Interface System"、ESSCIRC(European Solid-State Circuit Conference) 2002、ｐ．３６３〜３６６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来技術では、黒レベル測定時に測定対象の黒レベルの信号が可変ゲインアンプを通過する。このときに黒レベルの信号を増幅しないようにするために、可変ゲインアンプのゲインを１倍に設定する処理が行われており、この設定処理が黒レベル測定を複雑にする要因になる。あるいは、可変ゲインアンプがゲインを有する状態で黒レベルを測定し、デジタル処理回路で測定値をゲインで除算することも考えられるが、この場合はデジタル処理回路が複雑になる。
【０００８】
また、従来技術では、黒レベルの測定値に可変ゲインアンプのオフセット成分が加算され、このオフセット成分が測定誤差を大きくし、調整精度を低下させる。
【０００９】
また、従来技術では、ＡＤコンバータのオフセット成分も黒レベル測定値に加算される。このオフセット成分は黒レベルに混入し、撮像信号の処理時に増幅されることになり、調整精度を低下させる要因になる。
【００１０】
ここまでは、撮像装置の黒レベル調整を例に本発明の背景を説明したが、同様の背景は、黒レベル以外の調整対象成分をフィードバックで調整する他の回路にも該当し得る。
【００１１】
本発明は上記背景の下でなされたものであり、本発明の目的は、信号調整回路における調整性能を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のある態様は信号処理回路である。この回路は、調整対象成分を含んだ信号を処理する信号処理回路に設けられ、調整対象成分のフィードバックにより、信号処理回路を通る信号から調整対象成分を除去する。そして、本発明の信号調整回路は、フィードバックされるべき調整対象成分の信号測定時に、信号処理回路を構成するゲインアンプをバイパスさせるバイパス回路を備えている。「ゲインアンプ」としての好適な構成は、例えば可変ゲインアンプである。
【００１３】
本態様によれば、フィードバックされるべき調整対象成分の信号がゲインアンプをバイパスするので、調整対象成分の測定のためのゲインアンプのゲイン設定処理を削減でき、これにより測定処理を簡素化できる。
【００１４】
また、本態様によれば、フィードバックされるべき調整対象成分の信号がゲインアンプをバイパスするので、測定値を用いた調整におけるゲインアンプのオフセット成分の影響を低減でき、調整精度を向上できる。
【００１５】
本発明の別の態様において、信号調整回路は、その信号処理回路を構成するＡＤコンバータに基準電圧を入力する回路と、基準電圧を使って測定されるＡＤコンバータのオフセット成分を相殺する回路とを有する。本態様によれば、ＡＤコンバータのオフセット成分を相殺するので、調整精度を向上できる。
【００１６】
本発明の別の態様において、信号調整回路は、フィードバックされるべき調整対象成分の信号測定時に、信号処理回路を構成するゲインアンプをバイパスさせるバイパス回路を有し、バイパス回路は、ゲインアンプに設けられた複数段のアンプの少なくとも一部をバイパスする。上記のように、本態様の範囲内で、バイパス回路は、ゲインアンプを構成する複数段のアンプの一部に設けられてもよい。この場合も、バイパスしたアンプのオフセット成分の影響を低減でき、精度向上が図れる。
【００１７】
本発明の別の態様において、信号調整回路は、この信号処理回路を構成するゲインアンプに設けられた複数段のアンプの少なくとも一つに基準電圧を入力する回路と、基準電圧を使って測定されるアンプのオフセット成分を相殺する回路とを有する。本態様によれば、ゲインアンプのオフセット成分を相殺するので、調整精度を向上できる。
【００１８】
なお、以上の構成要素の任意の組合せや組み替え、本発明を方法と表現したものもまた、本発明の態様として有効である。また、本発明は上記の信号調整回路の態様に限定されず、本発明の別の態様は、例えば、信号処理回路、黒レベル調整回路または装置、撮像装置、および撮像装置のアナログフロントエンド回路である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、信号調整回路における調整性能を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。本実施の形態では、信号調整回路が撮像装置の黒レベル調整回路である。
【００２１】
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態の撮像装置を示しており、特に、アナログフロントエンド回路の部分を黒レベル調整回路と共に示している。アナログフロントエンド回路１は、図示のように、相関二重サンプリング回路（以下、ＣＤＳ）２、プログラマブル可変ゲインアンプ回路（以下、ＰＧＡ）３およびＡＤコンバータ４を含む。プログラマブル可変ゲインアンプは、可変ゲインアンプの一種である。
【００２２】
また、黒レベル調整回路１０は、その基本構成として、図示のように、デジタル処理回路１１、ＤＡコンバータ１２および減算回路１３を備え、これらの構成により黒レベルの測定値をフィードバックする。
【００２３】
さらに、黒レベル調整回路１０は、本実施の形態の特徴的な構成として、ＰＧＡ３をスルーパスするバイパス回路１４を備えている。バイパス回路１４は、フィードバックされるべき黒レベルの信号（本発明の調整対象成分の信号に相当）をバイパスさせるために設けられている。
【００２４】
バイパス回路１４は、バイパスライン１５とスイッチ回路１６を有する。バイパスライン１５はＣＤＳ２とＡＤコンバータ４を接続し、これによりバイパス回路１４は、ＣＤＳ２の直後からＡＤコンバータ４へと信号を直接入力させる。スイッチ回路１６は、ＰＧＡ３を通る経路とバイパス経路を切り替える装置であり、スイッチ１６１およびスイッチ１６２を有する。スイッチ１６１がバイパスライン１５に設けられ、スイッチ１６２が、ＰＧＡ３とＡＤコンバータ４の間に設けられている。
【００２５】
次に、図１の装置の動作を説明する。まず、通常の撮像信号（光が入射する画素からの出力信号）が撮像デバイスから供給されたときの動作を説明する。撮像デバイスは例えばＣＣＤまたはＣＭＯＳセンサである。撮像信号を処理するときは、スイッチ回路１６では、メインの通路のスイッチ１６２が閉じられ、バイパスライン１５のスイッチ１６１が開かれる。撮像信号は、ＣＤＳ２でサンプリングされた後、ＰＧＡ３で、撮像しているある期間の最大値がＡＤコンバータ４の入力電圧範囲に一致するように増幅される。その後、ＡＤコンバータ４でデジタル変換が行われ、撮像信号はデジタル領域で処理される。
【００２６】
次に、黒レベル調整回路１０の動作を説明する。黒レベル測定時は、スイッチ回路１６では、メインの通路のスイッチ１６２が開かれ、バイパスライン１５のスイッチ１６１が閉じられる。そして、黒レベルの信号、本実施の形態では撮像デバイスの遮蔽画素の出力信号が供給される。黒レベルの信号は、ＣＤＳ２でサンプリングされた後、バイパス回路１４を通ってＡＤコンバータ４に入力される。すなわち、黒レベルの信号は、ＰＧＡ３を通らない。ＡＤコンバータ４から黒レベルのデジタル値が出力され、これにより黒レベル測定値が得られる。黒レベルのデジタル値はデジタル処理回路１１で処理され、ＤＡコンバータ１２でアナログ信号に変換され、減算回路１３へ供給される。減算回路１３では、撮像信号から黒レベルのアナログ信号が減算される。
【００２７】
上記の調整処理において、黒レベルの測定タイミングは、撮像装置の仕様等に応じて適当に設定されてよい。黒レベルは撮影の度に測定されてもよく、より長い間隔を開けて測定されてもよい。黒レベルの測定値は、必要に応じてデジタル処理回路１１で記憶保持される。
【００２８】
以上に説明したように、本実施の形態によれば、黒レベルの信号がバイパスライン１５を通るので、黒レベル測定時のＰＧＡ３のゲイン設定を考慮する必要が無くなり、ゲイン設定処理が不要になる。なお、ＰＧＡ３のゲインが黒レベルの信号に加わらないので、フィードバック時にデジタル処理回路１１で黒レベル測定値をゲインで除算する必要も無く、この点でデジタル処理回路１１の複雑化も生じない。
【００２９】
このように、本発明によれば、フィードバックされるべき調整対象成分の信号が可変ゲインアンプをバイパスするので、調整対象成分の測定のための可変ゲインアンプのゲイン設定処理を削減でき、これにより測定処理を簡素化できる。
【００３０】
また、本実施の形態によれば、黒レベルの信号がバイパスライン１５を通るので、黒レベルの信号にＰＧＡ３のオフセット成分が加算されない。ＰＧＡ３のゲインが変更になった場合でもゲイン変更を反映するための黒レベル再設定が必要なく、それでもオフセット成分が広がらない。
【００３１】
このように、本発明によれば、フィードバックされるべき調整対象成分の信号が可変ゲインアンプをバイパスするので、測定値を用いた調整における可変ゲインアンプのオフセット成分の影響を低減でき、調整精度を向上できる。
【００３２】
（第２の実施の形態）
次に、第２の実施の形態を説明する。この実施の形態では、ＡＤコンバータのオフセット成分の検出機構が設けられる。
【００３３】
図２は、第２の実施の形態の回路構成を示しており、図１と同様の部材には同一の参照符号が付されている。以下、上述の実施の形態との相違点を中心に本実施の形態を説明する。
【００３４】
図２に示されるように、本実施の形態の黒レベル調整回路２０は、基準電圧入力ライン２１およびスイッチ回路２２を備える。基準電圧入力ライン２１は、ＡＤコンバータ４に接続され、ＡＤコンバータ４に基準電圧ＶＳを入力する。スイッチ回路２２は、撮像信号のメインの通路と基準電圧入力ライン２１を切り替える装置であり、スイッチ２２１およびスイッチ２２２を有する。スイッチ２２１が基準電圧入力ライン２１に設けられ、スイッチ２２２が、ＰＧＡ３からのメインの通路に設けられている。
【００３５】
また、デジタル処理回路１１にはオフセット記憶部２３が接続されている。オフセット記憶部２３は、ＡＤコンバータ４のオフセット成分の検出値を記憶する。
【００３６】
次に、図２の装置の動作を説明する。通常の撮像信号を処理するときは、スイッチ回路２２では、メインの通路のスイッチ２２２が閉じられ、基準電圧入力ライン２１のスイッチ２２１が開かれる。そして、撮像信号がＣＤＳ２、ＰＧＡ３、ＡＤコンバータ４へと順次供給され、図１の装置と同様に処理される。
【００３７】
ＡＤコンバータ４のオフセット成分の検出は、黒レベルの測定前に行われる。検出時は、スイッチ回路２２にて、メインの通路のスイッチ２２２が開かれ、基準電圧入力ライン２１のスイッチ２２１が閉じられる。これにより基準電圧ＶＳがＡＤコンバータ４に入力され、そのデジタル値がオフセット成分として得られる。オフセット成分は、デジタル処理回路１１で処理され、オフセット記憶部２３に記憶される。
【００３８】
検出されたオフセット成分は、その後、黒レベル調整の際に利用される。黒レベル測定時は、まず、黒レベルの信号（遮蔽画素の出力）が供給され、ＡＤコンバータ４のデジタル値が黒レベル測定値として得られる。デジタル処理回路１１は、オフセット記憶部２３からＡＤコンバータ４のオフセット成分を読み出し、黒レベル測定値からオフセット成分を減算する。減算後の黒レベル信号がＤＡコンバータ１２でアナログ信号に変換され、減算回路１３に供給され、これによりフィードバックされる。本実施の形態によれば、デジタル処理回路１１で黒レベルからオフセット成分を減算しているので、ＡＤコンバータ４のオフセット成分の影響を除去することができる。
【００３９】
上記の処理において、ＡＤコンバータ４のオフセット成分の検出タイミングは、撮像装置の仕様等に応じて適当に設定されてよい。オフセット成分は、黒レベルの測定の度に、その直前に測定されてもよく、より長い間隔を開けて測定されてもよい。オフセット成分は、撮像装置の電源投入時に検出され、保持されて、この保持した値が黒レベルの測定の度に使われてもよい。
【００４０】
以上、第２の実施の形態を説明した。第２の実施の形態では、基準電圧入力ライン２１およびスイッチ回路２２が、ＡＤコンバータ４に基準電圧ＶＳを入力する回路として機能しており、また、デジタル処理回路１１およびオフセット記憶部２３が、基準電圧ＶＳを使って測定されるＡＤコンバータ４のオフセット成分を相殺する回路として機能している。基準電圧を入力する回路は、ＡＤコンバータ４が差動入力タイプの場合は、（＋）／（−）端子を短絡する回路でもよい。
【００４１】
上記のように、本発明によれば、基準電圧を使って測定されるＡＤコンバータのオフセット成分が、信号処理回路で処理される信号から相殺され、これにより、調整精度を向上できる。
【００４２】
（第３の実施の形態）
図３は、第３の実施の形態の回路構成を示しており、図１および図２と同様の部材には同一の参照符号が付されている。以下、上述の実施の形態との相違点を中心に本実施の形態を説明する。
【００４３】
図３の構成は、図１（第１の実施の形態）と図２（第２の実施の形態）とを組み合わせた構成に相当する。黒レベル調整回路３０は、デジタル処理回路１１、ＤＡコンバータ１２および減算回路１３を備え、さらに、ＰＧＡ３をバイパスするバイパス回路１４を備え、さらに、ＡＤコンバータ４のオフセット成分を検出および相殺するために基準電圧入力ライン２１およびオフセット記憶部２３を備える。
【００４４】
そして、黒レベル調整回路３０は、スイッチ回路３１を有し、スイッチ回路３１は、バイパスライン１５のスイッチ３１１と、ＰＧＡ３からのメインの通路のスイッチ３１２と、基準電圧入力ライン２１のスイッチ３１３で構成され、これらのラインとＡＤコンバータ４の接続を切り替える。
【００４５】
すなわち、撮像信号を処理するときは、スイッチ３１１が開かれ、スイッチ３１２が閉じられ、スイッチ３１３が開かれる。これによりＰＧＡ３がＡＤコンバータ４と接続されて、撮像信号が処理される。
【００４６】
ＡＤコンバータ４のオフセット成分を検出するときは、スイッチ３１１、３１２が開かれ、スイッチ３１３が閉じられる。これにより基準電圧入力ライン２１がＡＤコンバータ４と接続されて、オフセット成分が検出され、オフセット記憶部２３に記憶される。
【００４７】
黒レベルを測定するときは、スイッチ３１１が閉じられ、スイッチ３１２、３１３が開かれる。これにより、ＣＤＳ２とＡＤコンバータ４が接続されて、黒レベルの信号は、ＣＤＳ２からＰＧＡ３をスルーパスしてＡＤコンバータ４に達し、この黒レベルの信号が測定される。黒レベルの測定値からＡＤコンバータ４のオフセット成分が減算され、そして、減算後の黒レベルがフィードバックされる。
【００４８】
なお、撮像信号処理、オフセット成分検出および黒レベル調整処理は上述の第１、第２の実施の形態に説明した通りであり、ここでの詳細な説明は省略する。
【００４９】
以上より、本実施の形態によれば、第１、第２の実施の形態で説明したのと同様の利点が得られる。
【００５０】
本実施の形態は、ＰＧＡ３のオフセット成分が黒レベルに加算されないように構成され、また、ＡＤコンバータのオフセット成分が黒レベルから減算されるように構成されており、したがって、黒レベル値のみをフィードバックすることができる。このように、本発明によれば、可変ゲインアンプとＡＤコンバータの両者のオフセット成分の影響を低減でき、調整対象成分のみをフィードバックするように図れる。
【００５１】
（第４の実施の形態）
図４は、第４の実施の形態の回路構成を示しており、図１〜図３と同様の部材には同一の参照符号が付されている。以下、上述の実施の形態との相違点を中心に本実施の形態を説明する。
【００５２】
本実施の形態は、第２の実施の形態（図２）の応用例である。本実施の形態は、ＡＤコンバータ４のオフセット成分の検出値を相殺するための構成に関して第２の実施の形態と異なっている。
【００５３】
すなわち、図４の黒レベル調整回路４０では、黒レベルをフィードバックする回路とは別にもう一つのフィードバック回路４１が設けられており、フィードバック回路４１は、ＡＤコンバータ４のオフセット成分検出値をフィードバックする。フィードバック回路４１は、ＤＡコンバータ４２と減算回路４３を有し、減算回路４３はＰＧＡ３とＡＤコンバータ４の間に配置されている。ＤＡコンバータ４２は、デジタル処理回路１１から受け取った信号をアナログ信号に変換し、減算回路４３に供給するように構成されている。
【００５４】
次に、図４の装置の動作を説明する。本実施の形態では、ＡＤコンバータ４のオフセット成分は、黒レベル測定の直前に検出される。検出処理は前述の実施の形態と同様であり、スイッチ２２２が開かれ、スイッチ２２１が閉じられる。基準電圧ＶＳがＡＤコンバータ４に入力されて、ＡＤコンバータ４のオフセット成分が得られる。
【００５５】
オフセット成分はデジタル処理回路１１で処理され、ＤＡコンバータ４２へ供給され、アナログ信号に変換される。オフセット成分のアナログ信号は、黒レベル測定時に減算回路４３に供給される。黒レベル測定時には、スイッチ２２１が開かれ、スイッチ２２２が閉じられ、黒レベルの信号が供給され、このときにオフセット成分が減算回路４３に供給される。減算回路４３にて黒レベルの信号からＡＤコンバータ４のオフセット成分が減算され、これにより、ＡＤコンバータ４の直前でオフセット成分がキャンセルされる。黒レベルは、オフセット成分が影響しない状態で測定され、そして測定値がＤＡコンバータ１２および減算回路１３を用いてフィードバックされる。
【００５６】
以上に説明したように、本実施の形態によっても、ＡＤコンバータのオフセット成分の相殺により、調整精度を向上できる。
【００５７】
（第５の実施の形態）
図５は、第５の実施の形態の回路構成を示しており、図１〜図４と同様の部材には同一の参照符号が付されている。以下、上述の実施の形態との相違点を中心に本実施の形態を説明する。
【００５８】
本実施の形態は、概略的には、第４の実施の形態（図４）に第１の実施の形態（図１）を組み合わせた構成を有する。スイッチ回路５１は、バイパス回路１４のスイッチ５１１、メインの通路のスイッチ５１２および基準電圧入力ライン２１のスイッチ５１３で構成され、ＡＤコンバータ４への接続を切り替える。図５の装置は以下のように動作する。
【００５９】
撮像信号を処理するときは、スイッチ５１１が開かれ、スイッチ５１２が閉じられ、スイッチ５１３が開かれる。これによりＰＧＡ３がＡＤコンバータ４と接続されて、撮像信号が処理される。
【００６０】
ＡＤコンバータ４のオフセット成分を検出するときは、スイッチ５１１、５１２が開かれ、スイッチ５１３が閉じられる。これにより基準電圧入力ライン２１がＡＤコンバータ４と接続されて、オフセット成分が検出される。
【００６１】
検出されたオフセット成分は、デジタル処理回路１１を介してオフセット記憶部２３に記憶される。オフセット成分はフィードバック回路４１を用いてフィードバックされる。すなわち、オフセット成分はＤＡコンバータ４２に供給されて、アナログ信号に変換され、減算回路４３に供給される。減算回路４３では、ここでは撮像信号からオフセット成分が減算され、これにより黒レベルに混入するＡＤコンバータ４のオフセット成分がキャンセルされる。
【００６２】
黒レベルの測定および調整は別処理で行われる。黒レベル測定時は、スイッチ５１１が閉じられ、スイッチ５１２、５１３が開かれる。これにより、ＣＤＳ２とＡＤコンバータ４が接続されて、黒レベルの信号は、ＣＤＳ２からＰＧＡ３をスルーパスしてＡＤコンバータ４に達し、この黒レベルの信号が測定される。黒レベル測定値は、既に説明したように、ＤＡコンバータ１２および減算回路１３を用いてフィードバックされる。
【００６３】
以上のように、本実施の形態によっても、可変ゲインアンプのバイパスとＡＤコンバータのオフセット成分の相殺による利点が得られる。
【００６４】
（第６の実施の形態）
図６は、第６の実施の形態の回路構成を示しており、図１〜図５と同様の部材には同一の参照符号が付されている。以下、上述の実施の形態との相違点を中心に本実施の形態を説明する。
【００６５】
本実施の形態は、第１の実施の形態の変形例に相当する。本実施の形態でも、黒レベル調整回路６０は、可変ゲインアンプであるＰＧＡ３のバイパス回路６１を有する。ただし、第１の実施の形態との相違点として、バイパス回路６１は、ＰＧＡ３の全体をバイパスせず、一部のみをバイパスしている。
【００６６】
より詳細には、ＰＧＡ３は複数段のアンプ３−１〜３−ｎで構成されている。そして、バイパスライン６２が、アンプ３−１の直後でメインの通路から分岐し、ＡＤコンバータ４の直前でメインの通路に合流している。これにより、バイパス回路６１は、アンプ３−２（図示せず）からアンプ３−ｎをバイパスしている。
【００６７】
図６の装置の動作は、図１の装置と基本的に同様である。撮像信号を処理するときは、スイッチ１６１が開かれ、スイッチ１６２が閉じられる。黒レベル測定時は、スイッチ１６１が閉じられ、スイッチ１６２が開かれる。
【００６８】
以上に説明したように、本発明の範囲内で、バイパス回路が可変ゲインアンプのすべてをバイパスしなくてもよい。すなわち、バイパス回路は、装置の他の構成の要請等の事情に応じて、可変ゲインアンプの一部をバイパスしてもよい。このような場合でも、バイパスしたアンプのオフセット成分の影響が排除され、これらアンプのオフセットを考慮せずともよく、したがって本発明の利点が得られる。
【００６９】
また、バイパス回路は、黒レベル測定に要する時間を短縮できる利点も提供する。アナログフロントエンド回路１での信号処理に要する時間（クロック数）は、ＰＧＡ３のアンプの数に比例する。黒レベルの測定時間も、黒レベルの信号が通るアンプの数に比例する。本実施の形態では、黒レベルの信号が少なくとも一部のアンプをバイパスするので、このバイパスにより測定時間が短縮する。測定時間の短縮幅は、バイパスしたアンプの数応じる。
【００７０】
このように、本発明によれば、バイパス回路を設けたことにより、調整対象成分の測定時間を短縮できる効果も得られる。
【００７１】
（第７の実施の形態）
図７は、第７の実施の形態の回路構成を示しており、図１〜図６と同様の部材には同一の参照符号が付されている。以下、上述の実施の形態との相違点を中心に本実施の形態を説明する。
【００７２】
本実施の形態は、第４の実施の形態の応用例に相当する。第４の実施の形態では、ＡＤコンバータ４のオフセット成分を検出および相殺する構成が設けられたのに対して、本実施の形態では、ＰＧＡ３の各段のアンプにも同様の構成が設けられる。
【００７３】
すなわち、図７を参照すると、本実施の形態では、ＰＧＡ３が複数段のアンプ３−１〜３−ｎで構成され、各アンプ３−１〜３−ｎに基準電圧入力ライン７１−１〜７１−ｎが接続されている。そして、基準電圧入力ライン７１−１〜７１−ｎとメインの通路を切り替えるために、スイッチ回路７２−１〜７２−ｎが設けられている。
【００７４】
また、各アンプ３−１〜３−ｎのオフセット成分をフィードバックで相殺するために、各アンプ３−１〜３−ｎの直前の減算回路７３−１〜７３−ｎへとＤＡコンバータ４２が接続されている。
【００７５】
また、バイパス回路６１、ＰＧＡ３のアンプ３−ｎをバイパスするように設けられており、黒レベル測定時に使われる。
【００７６】
本実施の形態の装置の動作を説明する。撮像信号を処理するときは、メインの通路のスイッチ７２２−１〜７２２−ｎ、２２２が閉じられ、図中の他のスイッチが開かれる。これにより撮像信号は、ＣＤＳ２、ＰＧＡ３、ＡＤコンバータ４で順次処理される。
【００７７】
次に、オフセット成分の検出動作を説明する。本実施の形態では、ＡＤコンバータ４および各アンプ３−１〜３−ｎのオフセット成分が個々に検出される。
【００７８】
ＡＤコンバータ４のオフセット成分を検出するときは、スイッチ２２２が開かれ、スイッチ２２１が閉じられ、ＡＤコンバータ４に基準電圧ＶＳが入力される。そして、既に説明したようにしてオフセット成分が検出される。アンプ３−１〜３−ｎのオフセット検出も原理的には同様である。
【００７９】
すなわち、アンプ３−ｎのオフセット成分を検出するときは、アンプ３−ｎの直前のスイッチ回路７２−ｎにおいて、スイッチ７２２−ｎが開かれ、スイッチ７２１−ｎが閉じられ、基準電圧ＶＳがアンプ３−ｎに供給される。これにより、ＡＤコンバータ４のオフセット成分検出と同様の原理で、アンプ３−ｎのオフセット成分がＡＤコンバータ４から得られる。
【００８０】
その他のアンプのオフセット成分も同様に測定される。すなわち、各スイッチ回路７２−１，２・・・の切替えにより各アンプ３−１，２・・・に基準電圧ＶＳが入力され、オフセット成分が得られる。
【００８１】
上記測定を行うとき、測定対象のアンプより後段では、メインの通路のスイッチが閉じられ、基準入力ラインのスイッチが開かれる。例えば、アンプ３−ｎの測定では、アンプ３−ｎの後段（ＡＤコンバータ４の前段）のスイッチ２２２が閉じられ、スイッチ２２１が開かれる。アンプ３−１の測定では、後段の全アンプの直前にあるスイッチ回路が同様に動作する。また、オフセット成分測定時は、バイパス回路６１のスイッチ１６１は開かれる。
【００８２】
上述のようにして個々のアンプ３−１〜３−ｎのオフセット成分およびＡＤコンバータ４のオフセット成分が得られると、これらのオフセット成分はオフセット記憶部２３に記憶される。これらオフセット成分は、ＤＡコンバータ４２を介して、該当する構成にフィードバックされる。例えば、ＡＤコンバータ４のオフセット成分は前述のように減算回路４３にフィードバックされ、また、アンプ３−ｎのオフセット成分はアンプ３−ｎの直前の減算回路７３−ｎへフィードバックされ、アンプ３−１のオフセット成分はアンプ３−１の直前の減算回路７３−１へフィードバックされる。
【００８３】
また、本実施の形態でもバイパス回路６１が設けられており、黒レベル測定にはバイパス回路６１が使用される。図７の構成では、図６と同様にバイパス回路６１がＰＧＡ３の一部（アンプ３−ｎ）をバイパスしているが、バイパス回路６１はＰＧＡ３の全体をバイパスしてもよい。
【００８４】
以上に説明したように、本実施の形態では、上述の各種の実施の形態と同様にバイパス回路の利点とＡＤコンバータのオフセット成分相殺の利点が得られる。
【００８５】
本実施の形態では、さらに、ＰＧＡ３のオフセット成分が検出され、相殺されている。このように、本発明では、可変ゲインアンプにもオフセット成分の検出機構が設けられてよく、そして、可変ゲインアンプのオフセット成分を相殺することにより調整精度を向上できる。
【００８６】
また、本発明によれば、可変ゲインアンプの各アンプおよびＡＤコンバータのオフセット成分が個々に検出され、相殺されており、詳細なオフセット除去が可能になっている。
【００８７】
なお、上述の実施の形態では、可変ゲインアンプを構成する全アンプのオフセット成分が検出された。しかし、本発明の範囲内で、一部のアンプのオフセット成分が検出され、相殺されてもよい。
【００８８】
以上に本発明の好適な実施の形態を説明した。しかし、本発明は上述の実施の形態に限定されず、当業者が本発明の範囲内で上述の実施の形態を変形可能なことはもちろんである。例えば、本発明は、黒レベルの調整回路に限定されなくてもよい。本発明は、他の調整対象成分をフィードバックで除去する信号調整回路に適用されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る信号調整回路を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る信号調整回路を示す図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態に係る信号調整回路を示す図である。
【図４】本発明の第４の実施の形態に係る信号調整回路を示す図である。
【図５】本発明の第５の実施の形態に係る信号調整回路を示す図である。
【図６】本発明の第６の実施の形態に係る信号調整回路を示す図である。
【図７】本発明の第７の実施の形態に係る信号調整回路を示す図である。
【図８】従来の信号調整回路の図である。
【図９】従来の信号調整回路のもう一つの例を示す図である。
【符号の説明】
【００９０】
１  アナログフロントエンド回路、  ２  相関二重サンプリング回路、  ３  プログラマブル可変ゲインアンプ回路、  ４  ＡＤコンバータ、  １０，２０  黒レベル調整回路、  １１  デジタル処理回路、  １２  ＤＡコンバータ、  １３  減算回路、  １４  バイパス回路、  １５  バイパスライン、  １６，２２  スイッチ回路、  ２１  基準電圧入力ライン、  １６１，１６２，２２１，２２２  スイッチ。
【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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【図９】
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