(57)【要約】【課題】小型化や消費電流の削減を実現しながらＳ／Ｎの向上を図ることが可能な撮像信号前処理装置を提供する。【解決手段】撮像素子１０から得られたアナログの撮像信号をデジタル変換する前に、撮像信号に所定の信号処理を施す撮像信号前処理装置２０であって、撮像信号が、リセット期間後のフィードスルー期間に撮像素子１０から出力されるフィードスルー信号及びフィードスルー期間後のデータ期間に撮像素子１０から出力されるデータ信号を含み、データ信号が、被写体からの光に応じた画像データ信号及び撮像素子１０に固有の撮像素子ノイズを含み、撮像信号のうち少なくとも画像データ信号を増幅する増幅部１と、増幅部１による増幅後の撮像信号に相関二重サンプリング増幅処理を行う相関二重サンプリング増幅部２とを備える。【選択図】図１
2007336053.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子から得られたアナログの撮像信号をデジタル変換する前に、前記撮像信号に所定の信号処理を施す撮像信号前処理装置であって、
前記撮像信号が、前記撮像素子のリセット期間に前記撮像素子から出力されるリセット信号のレベルであるリセットレベルを基準にしたときに、前記リセット期間後のフィードスルー期間に前記撮像素子から出力されるフィードスルー信号及び前記フィードスルー期間後のデータ期間に前記撮像素子から出力されるデータ信号を含み、
前記データ信号が、被写体からの光に応じた画像データ信号及び前記撮像素子固有の撮像素子ノイズを含み、
前記撮像信号のうち少なくとも前記画像データ信号を増幅する増幅手段と、
前記増幅手段による増幅後の前記撮像信号に相関二重サンプリング増幅処理を行う相関二重サンプリング増幅手段とを備える撮像信号前処理装置。
【請求項２】
請求項１記載の撮像信号前処理装置であって、
前記増幅手段が、前記撮像信号のうち前記フィードスルー信号と前記データ信号を増幅する撮像信号前処理装置。
【請求項３】
請求項１記載の撮像信号前処理装置であって、
前記フィードスルー信号を除去するためのオフセット信号を生成する信号生成手段を備え、
前記増幅手段が、前記撮像信号から前記オフセット信号を減算した信号を増幅する撮像信号前処理装置。
【請求項４】
請求項１記載の撮像信号前処理装置であって、
前記フィードスルー信号を除去するためのオフセット信号及び前記撮像素子ノイズを除去するための撮像素子オフセット信号を生成する信号生成手段を備え、
前記増幅手段が、前記撮像信号から前記オフセット信号及び前記撮像素子オフセット信号を減算した信号を増幅する撮像信号前処理装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項記載の撮像信号前処理装置であって、
前記増幅手段が、演算増幅器と、前記演算増幅器の入出力間に接続されるフィードバック容量と、前記演算増幅器の入力に接続される前記リセットレベルをサンプリングするためのサンプリング容量と、前記リセットレベルをサンプリングする期間と前記撮像信号を前記演算増幅器によって増幅する期間とを切り替えるための切り替え手段と含むスイッチトキャパシタ増幅回路で構成される撮像信号前処理装置。
【請求項６】
請求項５記載の撮像信号前処理装置であって、
前記サンプリング容量と前記フィードバック容量の一方又は両方が可変容量である撮像信号前処理装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項記載の撮像信号前処理装置と、
前記撮像素子とを備える撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像素子から得られたアナログの撮像信号をデジタル変換する前に、前記撮像信号に所定の信号処理を施す撮像信号前処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＣＤ型の固体撮像素子は、多数の光電変換素子と、多数の光電変換素子の各々で発生した信号電荷を垂直方向に転送する垂直電荷転送装置（ＶＣＣＤ）と、ＶＣＣＤを転送されてきた電荷を垂直方向と直交する水平方向に転送する水平電荷転送装置（ＨＣＣＤ）と、ＨＣＣＤを転送されてきた電荷を撮像信号に変換して出力する出力部とを備える。
【０００３】
このような出力部として、例えばＧＣＤ（Ｇａｔｅｄ Ｃｈａｒｇｅ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）と呼ばれる回路がある。このＧＣＤ形式の出力部は、ＨＣＣＤによる電荷転送の１周期毎にプリチャージＭＯＳトランジスタでプリチャージされるフローティング容量素子を有し、プリチャージされたフローティング容量素子に、ＨＣＣＤからの電荷が流れ込むことによる当該フローティング容量素子の電位変化を、ソースフォロア出力回路で検出するようにしたものである。
【０００４】
このような出力部による出力動作は、プリチャージＭＯＳトランジスタによるリセット期間（固体撮像素子のＨＣＣＤの最終段のゲートがオフ状態にされていてプリチャージＭＯＳトランジスタのオン動作によりプリチャージが行なわれる期間）、フィードスルー期間（固体撮像素子のＨＣＣＤの最終段のゲート及びプリチャージＭＯＳトランジスタがオフ状態にされ上記プリチャージ電荷がフローティング容量及びソースフォロア入力ＭＯＳトランジスタの入力ゲート容量などに再配分されて安定化される期間）、及びデータ期間（プリチャージＭＯＳトランジスタがオフ状態にされていて固体撮像素子のＨＣＣＤの最終段のゲートからフローティング容量素子に向けて電荷が出力される期間）とされる。以下、リセット期間に固体撮像素子から出力される撮像信号をリセット信号といい、そのレベルをリセットレベルという。又、リセットレベルを基準としたときに、フィードスルー期間に固体撮像素子から出力される撮像信号をフィードスルー信号といい、そのレベルをフィードスルーレベルという。又、リセットレベルを基準としたときに、データ期間に固体撮像素子から出力される撮像信号をデータ信号といい、そのレベルをデータレベルという。フィードスルー信号は、リセット期間でのリセット動作によって発生したリセットノイズと同義である。
【０００５】
出力部から出力される撮像信号には、ソースフォロア入力ＭＯＳトランジスタで発生する１／ｆノイズ（以下、撮像素子ノイズという）、そしてフローティング容量素子等を転送周期毎にリセットするときに発生する上記リセットノイズなどの容量性ノイズが含まれている。この容量性ノイズは低周波で発生するので、そのノイズを低減するために、固体撮像素子からの撮像信号を相関二重サンプリング方式で増幅する前処理回路を採用することが行われている。以下、データ信号から撮像素子ノイズを除いた撮像信号は、被写体からの光に応じた撮像信号となるため、この撮像信号を画像データ信号という。
【０００６】
図７は、従来の撮像装置の要部概略構成を示す図である。
図７に示す撮像装置は、ＣＣＤ型やＣＭＯＳ型の固体撮像素子等の撮像素子４０と、撮像素子４０から出力されるアナログの撮像信号に所定の信号処理を施す撮像信号前処理装置５０と、撮像信号前処理装置５０から出力される撮像信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部６０とを備える。
【０００７】
撮像信号前処理装置５０は、撮像素子４０からの撮像信号に対して相関二重サンプリング増幅処理を行う相関二重サンプリング増幅処理部（ＣＤＳ）５１と、撮像素子４０からの撮像信号に含まれるリセットノイズ及び撮像素子ノイズをキャンセルするためのオフセット電圧を生成するオフセット電圧生成部５３と、オフセット電圧生成部５３で生成されたオフセット電圧をＣＤＳ５１の入力に加える加算部５２と、ＣＤＳ５１からの撮像信号を増幅する可変利得増幅部（ＰＧＡ）５４とを備える。ＣＤＳ５１と加算部５２とオフセット電圧生成部５３とにより、リセットノイズや撮像素子ノイズを除去して画像データ信号のみを増幅する増幅手段が構成される。
【０００８】
図８は、増幅手段の詳細構成を示す回路図である。
図８において、符号ＩＮは、撮像素子４０から出力される撮像信号であり、Ｖｏｆｓは、オフセット電圧生成部５３から出力されるオフセット信号である。
増幅手段は、演算増幅器７９と、演算増幅器７９の反転入力端子に接続された容量であって、フィードスルーレベルをサンプリングするためのサンプリング容量７１（容量値はＣｓ）と、演算増幅器７９の非反転入力端子に接続された容量であって、オフセット信号の基準レベルとなるフィードスルーレベルをサンプリングするためのサンプリング容量７２（容量値はＣｓ）と、演算増幅器７９の反転入力端子と２つの出力端子の一方との間に接続されたフィードバック容量７３（容量値はＣｆｂ）と、演算増幅器７９の非反転入力端子と２つの出力端子の他方との間に接続されたフィードバック容量７４（容量値はＣｆｂ）と、一端がフィードバック容量７３の一方の電極と演算増幅器７９の反転入力端子に接続され、他端が固定電位に接続されたスイッチ７５と、一端がフィードバック容量７３の他方の電極と演算増幅器７９の一方の出力端子に接続され、他端が固定電位に接続されたスイッチ７７と、一端がフィードバック容量７４の一方の電極と演算増幅器７９の非反転入力端子に接続され、他端が固定電位に接続されたスイッチ７６と、一端がフィードバック容量７４の他方の電極と演算増幅器７９の出力端子の他方に接続され、他端が固定電位に接続されたスイッチ７８とを備える。スイッチ７５〜７８は、それぞれ、外部から入力されるサンプルホールド信号ＳＨＰによって動作する。
【０００９】
図８に示す増幅手段の動作を説明する。図９は、増幅手段に供給される電圧波形を示した図である。
リセット期間とフィードスルー期間において、ＳＨＰはハイレベル（Ｈ）となってスイッチ７５〜７８が導通状態となり、フィードバック容量７３，７４及び演算増幅器７９がリセットされる。又、撮像素子４０からはリセット信号とフィードスルー信号が入力され、フィードスルー信号のフィードスルーレベルがサンプリング容量７１でサンプリングされる。又、オフセット電圧生成部５３からは、撮像素子ノイズをキャンセルするための撮像素子オフセット信号の基準となる基準信号が入力され、サンプリング容量７２でサンプリングされる。
【００１０】
データ期間になると、ＳＨＰはローレベル（Ｌ）となってスイッチ７５〜７８が非導通状態となり、撮像素子４０からはデータ信号が入力され、オフセット電圧生成部５３からは撮像素子ノイズをキャンセルするための撮像素子オフセット信号が入力される。これにより、演算増幅器７９では、データ信号からフィードスルー信号及び撮像素子ノイズを減算して得られる画像データ信号のみが（Ｃｓ／Ｃｆｂ）倍に増幅される。
【００１１】
【特許文献１】国際公開第９９−２３８１９号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
このように、従来のＣＤＳを用いた増幅手段では、リセットノイズと撮像素子ノイズを除去した上で、画像データ信号のみを増幅することができる。しかし、ＣＤＳにおいて信号をサンプリングする動作が必要なため、新たにサンプリングノイズが発生し、Ｓ／Ｎが低下してしまう。近年は、撮像素子の高感度化が進んでおり、これに伴ってＳ／Ｎの向上は重要な課題となっている。このサンプリングノイズは、容量値Ｃｓ，Ｃｆｂに反比例するため、サンプリングノイズを抑えてＳ／Ｎを向上させるためには、サンプリング容量やフィードスルー容量のサイズを大きくする必要があり、小型化や消費電流の削減が難しい。
【００１３】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、小型化や消費電流の削減を実現しながらＳ／Ｎの向上を図ることが可能な撮像信号前処理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】
【００１４】
本発明の撮像信号前処理装置は、撮像素子から得られたアナログの撮像信号をデジタル変換する前に、前記撮像信号に所定の信号処理を施す撮像信号前処理装置であって、前記撮像信号が、前記撮像素子のリセット期間に前記撮像素子から出力されるリセット信号のレベルであるリセットレベルを基準にしたときに、前記リセット期間後のフィードスルー期間に前記撮像素子から出力されるフィードスルー信号及び前記フィードスルー期間後のデータ期間に前記撮像素子から出力されるデータ信号を含み、前記データ信号が、被写体からの光に応じた画像データ信号及び前記撮像素子固有の撮像素子ノイズを含み、前記撮像信号のうち少なくとも前記画像データ信号を増幅する増幅手段と、前記増幅手段による増幅後の前記撮像信号に相関二重サンプリング増幅処理を行う相関二重サンプリング増幅手段とを備える。
【００１５】
本発明の撮像信号前処理装置は、前記増幅手段が、前記撮像信号のうち前記フィードスルー信号と前記データ信号を増幅する。
【００１６】
本発明の撮像信号前処理装置は、前記フィードスルー信号を除去するためのオフセット信号を生成する信号生成手段を備え、前記増幅手段が、前記撮像信号から前記オフセット信号を減算した信号を増幅する。
【００１７】
本発明の撮像信号前処理装置は、前記フィードスルー信号を除去するためのオフセット信号及び前記撮像素子ノイズを除去するための撮像素子オフセット信号を生成する信号生成手段を備え、前記増幅手段が、前記撮像信号から前記オフセット信号及び前記撮像素子オフセット信号を減算した信号を増幅する。
【００１８】
本発明の撮像信号前処理装置は、前記増幅手段が、演算増幅器と、前記演算増幅器の入出力間に接続されるフィードバック容量と、前記演算増幅器の入力に接続される前記リセットレベルをサンプリングするためのサンプリング容量と、前記リセットレベルをサンプリングする期間と前記撮像信号を前記演算増幅器によって増幅する期間とを切り替えるための切り替え手段と含むスイッチトキャパシタ増幅回路で構成される。
【００１９】
本発明の撮像信号前処理装置は、前記サンプリング容量と前記フィードバック容量の一方又は両方が可変容量である。
【００２０】
本発明の撮像装置は、前記撮像信号前処理装置と、前記撮像素子とを備える。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、小型化や消費電流の削減を実現しながらＳ／Ｎの向上を図ることが可能な撮像信号前処理装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００２３】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態であるデジタルカメラ等の撮像装置の要部概略構成を示す図である。
図１に示す撮像装置は、ＣＣＤ型やＣＭＯＳ型の固体撮像素子等の撮像素子１０と、撮像素子１０から出力されるアナログの撮像信号に所定の信号処理を施す撮像信号前処理装置２０と、撮像信号前処理装置２０から出力される撮像信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部３０とを備える。
【００２４】
撮像信号前処理装置２０は、フィードスルー期間に撮像素子１０から出力されるフィードスルー信号及びデータ期間に撮像素子１０から出力されるデータ信号を増幅する増幅部１と、増幅部１で増幅された撮像信号に相関二重サンプリング増幅処理を施す相関二重サンプリング増幅処理部（ＣＤＳ）２と、ＣＤＳ２で増幅された撮像信号を更に増幅する可変利得増幅部（ＰＧＡ）３とを備える。ＣＤＳ２は、相関二重サンプリングによって撮像信号に含まれるリセットノイズを除去して増幅するものであり、公知のものを用いることができる。
【００２５】
図２は、増幅部１の詳細構成を示す回路図である。
図２において、符号ＩＮは、撮像素子１０から出力される撮像信号である。
増幅部１は、演算増幅器１３と、演算増幅器１３の反転入力端子に接続された容量であって、リセットレベルをサンプリングするためのサンプリング容量１１（容量値はＣｓ）と、演算増幅器１３の反転入力端子と出力端子との間に接続されたフィードバック容量１２（容量値はＣｆｂ）と、一端がフィードバック容量１２の一方の電極と演算増幅器１３の反転入力端子に接続され、他端が固定電位に接続されたスイッチ１４と、一端がフィードバック容量１２の他方の電極と演算増幅器１３の出力端子に接続され、他端が固定電位に接続されたスイッチ１５とを備えたスイッチトキャパシタ増幅回路によって構成されている。演算増幅器１３の非反転入力端子は固定電位に接続されている。スイッチ１４，１５は、それぞれ、外部から入力されるサンプルホールド信号ＳＨＲによって動作する。
【００２６】
図２に示す増幅部１の動作を説明する。図３は、増幅部１に供給される電圧波形を示した図である。
リセット期間において、ＳＨＲはハイレベル（Ｈ）となってスイッチ１４，１５が導通状態となり、フィードバック容量１２及び演算増幅器１３がリセットされる。又、撮像素子１０からはリセット信号が入力され、リセット信号のリセットレベルがサンプリング容量１１でサンプリングされる。
【００２７】
フィードスルー期間及びデータ期間になると、ＳＨＲはローレベル（Ｌ）となってスイッチ１４，１５が非導通状態となり、撮像素子１０からはフィードスルー信号とデータ信号が入力される。これにより、演算増幅器１３では、リセットレベルからの変化分であるフィードスルー信号及びデータ信号が（Ｃｓ／Ｃｆｂ）倍に増幅されて出力される。
【００２８】
増幅部１から出力されたフィードスルー信号及びデータ信号はＣＤＳ２に入力され、ここでリセットノイズが除去されて増幅される。このとき、ＣＤＳ２においてサンプリング動作が行われるため、ＣＤＳ２から出力される撮像信号にはサンプリングノイズが含まれる。しかし、ＣＤＳ２から出力されるデータ信号に含まれる画像データ信号は、増幅部１において（Ｃｓ／Ｃｆｂ）倍に増幅されているため、ＣＤＳ２から出力される画像データ信号とサンプリングノイズとの比であるＳ／Ｎは、画像データ信号が増幅されていない従来に比べて（Ｃｓ／Ｃｆｂ）倍となる。
【００２９】
このように、撮像信号前処理装置２０によれば、ＣＤＳ２にて相関二重サンプリング増幅処理を行う前に、撮像素子１０から出力されたフィードスルー信号及びデータ信号を増幅するため、ＣＤＳ２に含まれるサンプリング容量やフィードバック容量を従来と同じにしたままＳ／Ｎを向上させることができる。又、このＳ／Ｎが従来と同等で良い場合には、ＣＤＳ２に含まれるサンプリング容量やフィードバック容量を従来よりも小さくすることができる。
【００３０】
又、撮像信号前処理装置２０によれば、増幅部１とＰＧＡ３とで画像データ信号の増幅処理を行うことができるため、撮像信号前処理装置２０から出力される画像データ信号の増幅率が従来と同等で良いのであれば、ＰＧＡ３の増幅率を低くすることができ、ＰＧＡ３のサイズや消費電力を削減することができるというメリットも得られる。
【００３１】
尚、図１に示した撮像信号前処理装置２０において、ＣＤＳ２を、図８に示したように撮像素子ノイズ除去機能付きの増幅手段とすれば、ＣＤＳ２の出力信号に含まれるノイズをサンプリングノイズのみとすることができるため、Ｓ／Ｎをより向上させることができる。例えば、増幅部１から出力される撮像信号に含まれる（Ｃｓ／Ｃｆｂ）倍に増幅された撮像素子ノイズをキャンセルするためのオフセット信号を生成する信号生成部を撮像信号前処理装置２０内に設け、ＣＤＳ２が、増幅部１からの撮像信号から、信号生成部から供給されるオフセット信号を減算して増幅するような構成とすれば良い。
【００３２】
（第２実施形態）
第１実施形態の撮像信号前処理装置２０では、増幅部１においてフィードスルー信号とデータ信号を増幅することで、これらに含まれる画像データ信号を増幅するものとしたが、撮像信号全体に対してリセットノイズが大きい場合や、微細化されたプロセスで撮像素子が製造され、増幅処理できる信号振幅が限られる場合等には、フィードスルー信号とデータ信号を単に増幅するだけでは、画像データ信号を十分に増幅することが難しくなる。本実施形態ではこの点を改善している。
【００３３】
図４は、本発明の第２実施形態である撮像装置の要部概略構成を示す図である。図４において図１と同様の構成には同一符号を付してある。図４に示す撮像装置は、図１に示す撮像装置の増幅部１を増幅部８に変更したものである。
増幅部８は、フィードスルー期間に撮像素子１０から出力されるフィードスルー信号及びデータ期間に撮像素子１０から出力されるデータ信号から、リセットノイズ（フィードスルー信号）及び撮像素子ノイズを除去して、画像データ信号のみを増幅する処理を行うものである。
【００３４】
増幅部８は、撮像素子１０からの撮像信号からリセットノイズ及び撮像素子ノイズを除去して増幅する増幅回路６と、撮像素子１０からの撮像信号に含まれるリセットノイズ及び撮像素子ノイズを除去するためのオフセット電圧を生成するオフセット電圧生成部５と、オフセット電圧生成部５で生成されたオフセット電圧を増幅回路６の入力に加える加算部４とを備える。
【００３５】
オフセット電圧生成部５は、撮像素子１０の暗時における出力値等から求められたリセットノイズから、このリセットノイズと同じ大きさの信号を生成し、これを、リセットノイズを除去するためのリセットオフセット信号としている。オフセット電圧生成部５は、撮像素子１０の暗時における出力値等から求められた撮像素子ノイズから、この撮像素子ノイズと同じ大きさの信号を生成し、これを、撮像素子ノイズを除去するための撮像素子オフセット信号としている。
【００３６】
図５は、増幅部８の詳細構成を示す回路図である。
図５において、符号ＩＮは、撮像素子１０から出力される撮像信号である。符号Ｖｏｆｓは、オフセット電圧生成部５から供給されるオフセット信号である。
増幅部８は、演算増幅器８９と、演算増幅器８９の反転入力端子に接続された容量であって、リセットレベルをサンプリングするためのサンプリング容量８１（容量値はＣｓ）と、演算増幅器８９の非反転入力端子に接続された容量であって、オフセット信号の基準レベルとなるリセットレベルをサンプリングするためのサンプリング容量８２（容量値はＣｓ）と、演算増幅器８９の反転入力端子と２つの出力端子の一方との間に接続されたフィードバック容量８３（容量値はＣｆｂ）と、演算増幅器８９の非反転入力端子と２つの出力端子の他方との間に接続されたフィードバック容量８４（容量値はＣｆｂ）と、一端がフィードバック容量８３の一方の電極と演算増幅器８９の反転入力端子に接続され、他端が固定電位に接続されたスイッチ８５と、一端がフィードバック容量８３の他方の電極と演算増幅器８９の一方の出力端子に接続され、他端が固定電位に接続されたスイッチ８７と、一端がフィードバック容量８４の一方の電極と演算増幅器８９の非反転入力端子に接続され、他端が固定電位に接続されたスイッチ８６と、一端がフィードバック容量８４の他方の電極と演算増幅器８９の出力端子の他方に接続され、他端が固定電位に接続されたスイッチ８８とを備えたスイッチトキャパシタ増幅回路によって構成されている。スイッチ８５〜８８は、それぞれ、外部から入力されるサンプルホールド信号ＳＨＲによって動作する。
【００３７】
図５に示す増幅部８の動作を説明する。図６は、増幅部８に供給される電圧波形を示した図である。
リセット期間の間、ＳＨＲはハイレベル（Ｈ）となってスイッチ８５〜８８が導通状態となり、フィードバック容量８３，８４及び演算増幅器８９がリセットされる。又、撮像素子１０からはリセット信号が入力され、リセット信号のリセットレベルがサンプリング容量８１でサンプリングされる。又、オフセット電圧生成部５からは、オフセット信号の基準となる基準信号が入力され、サンプリング容量８２でサンプリングされる。
【００３８】
フィードスルー期間になると、ＳＨＲはローレベル（Ｌ）となってスイッチ８５〜８８が非導通状態となり、撮像素子１０からフィードスルー信号が入力され、オフセット電圧生成部５からリセットオフセット信号が入力される。これにより、演算増幅器８９では、フィードスルー信号からリセットノイズを減算して得られる信号が（Ｃｓ／Ｃｆｂ）倍に増幅される。
【００３９】
次に、データ期間になると、スイッチ８５〜８８が非導通状態を維持し、撮像素子１０からデータ信号が入力され、オフセット電圧生成部５からリセットオフセット信号及び撮像素子オフセット信号が入力される。これにより、演算増幅器８９では、データ信号からリセットノイズ及び撮像素子ノイズを減算して得られる信号である画像データ信号が（Ｃｓ／Ｃｆｂ）倍に増幅される。
【００４０】
増幅部８から出力された画像データ信号はＣＤＳ２に入力され、ここで増幅される。このとき、ＣＤＳ２においてサンプリング動作が行われるため、ＣＤＳ２から出力される撮像信号にはサンプリングノイズが含まれる。しかし、ＣＤＳ２から出力された画像データ信号は、増幅部８において（Ｃｓ／Ｃｆｂ）倍に増幅されているため、ＣＤＳ２から出力される画像データ信号とサンプリングノイズとの比であるＳ／Ｎは、画像データ信号が増幅されていない従来に比べて（Ｃｓ／Ｃｆｂ）倍となる。
【００４１】
このように、本実施形態の増幅部８によれば、撮像素子１０から出力された画像データ信号のみを増幅するため、画像データ信号を十分に増幅することが可能となる。又、本実施形態の撮像信号前処理装置２０によれば、増幅部８にてリセットノイズと撮像素子ノイズを除去するため、ＣＤＳ２を撮像素子ノイズ除去機能付きのものとする必要がない。
【００４２】
尚、本実施形態では、増幅部８においてリセットノイズと撮像素子ノイズの両方を除去して画像データ信号のみを増幅する構成としたが、これに限らない。例えば、増幅部８は、リセットノイズのみを除去してデータ信号のみを増幅するものとしても、十分に効果を得ることができる。この場合は、オフセット電圧生成部５を、リセットオフセット信号を生成し、フィードスルー期間及びデータ期間において、このリセットオフセット信号を出力するものとすれば良い。又、この場合は、ＣＤＳ２を撮像素子ノイズ除去機能付きの構成とすれば、図４に示した構成と同等のＳ／Ｎを実現することができる。
【００４３】
第１実施形態及び第２実施形態においては、増幅部１に含まれるサンプリング容量１１とフィードバック容量１２の一方又は両方を可変容量としたり、増幅部８に含まれるサンプリング容量８１，８２とフィードバック容量８３，８４の一方又は両方を可変容量としたりすることで、増幅部１や増幅部８における増幅率を可変にすることが可能である。このようにすることで、増幅部１や増幅部８をＰＧＡ３と兼用してＰＧＡ３を省略することができ、撮像信号前処理装置２０のサイズ及び消費電力をより削減することができる。
【００４４】
以上に述べた増幅部１及び増幅部８の各々の構成は、あくまでも一例であり、同様の機能を有する様々な回路構成を採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の第１実施形態である撮像装置の要部概略構成を示す図
【図２】図１に示す増幅部の詳細構成を示す回路図
【図３】図１に示す増幅部に供給される電圧波形を示した図
【図４】本発明の第２実施形態である撮像装置の要部概略構成を示す図
【図５】図４に示す増幅部の詳細構成を示す回路図
【図６】図４に示す増幅部に供給される電圧波形を示した図
【図７】従来の撮像装置の要部概略構成を示す図
【図８】従来の撮像装置の増幅手段の詳細構成を示す回路図
【図９】従来の撮像装置の増幅手段に供給される電圧波形を示した図
【符号の説明】
【００４６】
１０  撮像素子
２０  撮像信号前処理装置
３０  Ａ／Ｄ変換部
１  増幅部
２  相関二重サンプリング増幅処理部
３  可変利得増幅部
【図１】
2007336053.tif 000003
【図２】
2007336053.tif 000004
【図３】
2007336053.tif 000005
【図４】
2007336053.tif 000006
【図５】
2007336053.tif 000007
【図６】
2007336053.tif 000008
【図７】
2007336053.tif 000009
【図８】
2007336053.tif 000010
【図９】
2007336053.tif 000011