(57)【要約】【課題】回路面積の増大を抑えつつカラムアンプ部に多種類の電圧利得をもたせる。【解決手段】固体撮像装置（１００）は、マトリクス状に配された複数の画素（１０１）と、複数の画素のカラム毎に設けられた複数のカラム信号線（１０２）と、複数のカラム信号線のそれぞれに接続され、各カラム信号線に現れた画素信号をそれぞれ増幅する複数のカラムアンプ部（１０４）と、複数のカラムアンプ部に共通に接続され、各カラムアンプ部により増幅された画素信号を順次出力する出力部（１０５、１０６、１０７）とを備える。各カラムアンプ部（１０４）は、ソース接地型アンプ回路を単一段で構成したものである。【選択図】図１
2009021920.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリクス状に配された複数の画素と、
前記複数の画素のカラム毎に設けられた複数のカラム信号線と、
前記複数のカラム信号線のそれぞれに接続され、各カラム信号線に現れた画素信号をそれぞれ増幅する複数のカラムアンプ部と、
前記複数のカラムアンプ部に共通に接続され、各カラムアンプ部により増幅された画素信号を順次出力する出力部とを備え、
各カラムアンプ部は、ソース接地型アンプ回路を単一段で構成したものであること
を特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
前記各カラムアンプ部は、
第１及び第２のインピーダンス部と、
前記カラム信号線に前記第１のインピーダンス部を介して接続されたソース接地型アンプ回路と、
前記第２のインピーダンス部を前記ソース接地型アンプ回路の入出力端子間に接続する第１の接続形態、前記第２のインピーダンス部を前記ソース接地型アンプ回路の入力端子とグランド端子との間に接続する第２の接続形態、及び、前記第２のインピーダンス部を前記第１のインピーダンス部に並列接続する第３の接続形態のうちのいずれかになるように、前記第２のインピーダンス部の接続形態を選択的に切り替えるスイッチと
を備えることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記第１のインピーダンス部の第１の端子は前記カラム信号線に接続され、前記第１のインピーダンス部の第２の端子は前記ソース接地型アンプ回路の入力端子に接続され、
前記第２のインピーダンス部の第１の端子は前記ソース接地型アンプ回路の入力端子に接続されており、
前記スイッチは、
前記第２のインピーダンス部の第２の端子を、前記ソース接地型アンプ回路の出力端子、グランド端子及び前記第１のインピーダンス部の第１の端子のうちのいずれかに選択的に接続すること
を特徴とする請求項２に記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記第１のインピーダンス部は、
複数のインピーダンス素子と、
前記複数のインピーダンス素子の接続形態を変更することにより、複数のインピーダンス素子の合成インピーダンスを変更するスイッチ素子と
を備えることを特徴とする請求項２に記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記第２のインピーダンス部は、
複数のインピーダンス素子と、
前記複数のインピーダンス素子の接続形態を変更することにより、複数のインピーダンス素子の合成インピーダンスを変更するスイッチ素子と
を備えることを特徴とする請求項２に記載の固体撮像装置。
【請求項６】
前記第１及び第２のインピーダンス部は、いずれも、
複数のインピーダンス素子と、
前記複数のインピーダンス素子の接続形態を変更することにより、複数のインピーダンス素子の合成インピーダンスを変更するスイッチ素子と
を備えることを特徴とする請求項２に記載の固体撮像装置。
【請求項７】
前記ソース接地型アンプ回路は、
開ループ利得が異なる複数のソース接地型アンプを有し、いずれかを選択的に用いること
を特徴とする請求項２に記載の固体撮像装置。
【請求項８】
前記各カラムアンプは、
第１及び第２のインピーダンス部と、
前記カラム信号線に前記第１のインピーダンス部を介して接続されたソース接地型アンプ回路と、
前記ソース接地型アンプ回路の入出力端子間に前記第２のインピーダンス部を接続するか否か、さらに前記第２のインピーダンス部を接続しない場合には前記第１及び第２のインピーダンス部を用いて前記ソース接地型アンプ回路に入力される画素信号の信号電圧を分圧するか否かにより電圧利得を設定する利得設定部とを含むこと
を特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項９】
固体撮像装置を備えたカメラであって、
前記固体撮像装置は、
マトリクス状に配された複数の画素と、
前記複数の画素のカラム毎に設けられた複数のカラム信号線と、
前記複数のカラム信号線のそれぞれに接続され、各カラム信号線に現れた画素信号をそれぞれ増幅する複数のカラムアンプ部と、
前記複数のカラムアンプ部に共通に接続され、各カラムアンプ部により増幅された画素信号を順次出力する出力部とを備え、
各カラムアンプ部は、ソース接地型アンプ回路を単一段で構成したものであること
を特徴とするカメラ。
【請求項１０】
前記カメラは、さらに、感度切替機構を備え、
前記各カラムアンプ部は、
第１及び第２のインピーダンス部と、
前記カラム信号線に前記第１のインピーダンス部を介して接続されたソース接地型アンプ回路と、
前記第２のインピーダンス部を前記ソース接地型アンプ回路の入出力端子間に接続する第１の接続形態、前記第２のインピーダンス部を前記ソース接地型アンプ回路の入力端子とグランド端子との間に接続する第２の接続形態、及び、前記第２のインピーダンス部を前記第１のインピーダンス部に並列接続する第３の接続形態のうちのいずれかになるように、前記第２のインピーダンス部の接続形態を選択的に切り替えるスイッチとを備え、
前記感度切替機構は、自動又は手動により設定された感度に応じて、各カラムアンプ部に含まれるスイッチを制御すること
を特徴とする請求項９に記載のカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラムアンプ部を備えた固体撮像装置及びカメラに関し、特に、カラムアンプ部の電圧利得を適宜変更する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にＭＯＳ型の固体撮像装置は、高感度化及び低ノイズ化を図るため、画素信号を電圧増幅するカラムアンプ部を備えている。カラムアンプ部の電圧利得は撮影条件に応じて適宜変更するのが望ましい。特許文献１はカラムアンプ部の電圧利得を適宜変更するための構成を開示している。
図８は、従来技術に係るカラムアンプ部の構成を示す図である。
【０００３】
カラムアンプ部２０４は、カラム信号線２０２に現れた画素信号を、オペアンプＡ２を用いて反転増幅する構成となっている。オペアンプＡ２の反転入力端子には、キャパシタＣ２１を介してカラム信号線２０２が接続され、オペアンプＡ２の非反転入力端子には、参照信号線２１０が接続されている。またオペアンプＡ２の反転入力端子と出力端子とは、キャパシタＣ２２を介して接続されている。キャパシタＣ２２は、キャパシタＣ２２ａ、Ｃ２２ｂ及びスイッチＳＷ２２ａ、ＳＷ２２ｂを含み、端子２０９を介して外部から入力された制御信号に基づいてスイッチＳＷ２２ａとスイッチＳＷ２２ｂとのいずれかがオン状態になるように構成されている。
【０００４】
カラムアンプ部２０４の電圧利得は、概ね、スイッチＳＷ２２ａがオン状態のとき、（Ｃ２１の容量）／（Ｃ２２ａの容量）により算出される値となり、スイッチＳＷ２２ｂがオン状態のとき、（Ｃ２１の容量）／（Ｃ２２ｂの容量）により算出される値となる。キャパシタＣ２２ａ、Ｃ２２ｂの容量を異ならせておけば、カラムアンプ部２０４は２種類の電圧利得をもつことになる。
【特許文献１】特開2005-333462号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、ＩＳＯ感度の設定に応じてカラムアンプ部の電圧利得を変更させる仕様など、カラムアンプ部に多種類の電圧利得をもたせる場合が生じてきている。しかしながら、従来技術では、カラムアンプ部２０４の電圧利得の種類をひとつ増加させる毎に、キャパシタをひとつ増加させなければならず、カラムアンプ部２０４に多種類の電圧利得をもたせた場合に回路面積が増大してしまうという問題がある。
【０００６】
そこで本発明は、従来よりも回路面積の増大を抑えつつカラムアンプ部に多種類の電圧利得をもたせることができる固体撮像装置及びカメラ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】
【０００７】
本発明に係る固体撮像装置は、マトリクス状に配された複数の画素と、前記複数の画素のカラム毎に設けられた複数のカラム信号線と、前記複数のカラム信号線のそれぞれに接続され、各カラム信号線に現れた画素信号をそれぞれ増幅する複数のカラムアンプ部と、前記複数のカラムアンプ部に共通に接続され、各カラムアンプ部により増幅された画素信号を順次出力する出力部とを備え、各カラムアンプ部は、ソース接地型アンプ回路を単一段で構成したものである。
【０００８】
本発明に係るカメラは、固体撮像装置を備えたカメラであって、前記固体撮像装置は、マトリクス状に配された複数の画素と、前記複数の画素のカラム毎に設けられた複数のカラム信号線と、前記複数のカラム信号線のそれぞれに接続され、各カラム信号線に現れた画素信号をそれぞれ増幅する複数のカラムアンプ部と、前記複数のカラムアンプ部に共通に接続され、各カラムアンプ部により増幅された画素信号を順次出力する出力部とを備え、各カラムアンプ部は、ソース接地型アンプ回路を単一段で構成したものである。
【発明の効果】
【０００９】
ソース接地型アンプ回路の開ループ利得は、現状のプロセス技術では１．５以上１５以下程度になり、オペアンプの開ループ利得に比べてはるかに小さい。そのため単一段のソース接地型アンプ回路は、閉ループのみならず開ループでも使用することが可能である。上記構成によれば、カラムアンプ部に単一段のソース接地型アンプ回路を採用しているので、閉ループのみでしか使用できないオペアンプを採用している従来技術に比べて、おなじ回路面積でも多種類の電圧利得をもたせることができる。
【００１０】
また、前記各カラムアンプ部は、第１及び第２のインピーダンス部と、前記カラム信号線に前記第１のインピーダンス部を介して接続されたソース接地型アンプ回路と、前記第２のインピーダンス部を前記ソース接地型アンプ回路の入出力端子間に接続する第１の接続形態、前記第２のインピーダンス部を前記ソース接地型アンプ回路の入力端子とグランド端子との間に接続する第２の接続形態、及び、前記第２のインピーダンス部を前記第１のインピーダンス部に並列接続する第３の接続形態のうちのいずれかになるように、前記第２のインピーダンス部の接続形態を選択的に切り替えるスイッチとを備えることとしてもよい。
【００１１】
上記構成によれば、第２のインピーダンス部の接続形態は、第１乃至第３の接続形態のうちのいずれかに選択的に切り替えられる。第１乃至第３の接続形態ではそれぞれカラムアンプ部の電圧利得が異なる。したがってカラムアンプ部の電圧利得を３通りに切り替えることができる。例えば、第２のインピーダンス部がひとつのキャパシタから構成されていれば、ひとつのキャパシタで３種類の電圧利得をもたせることができる。すなわち従来よりも回路面積の増大を抑えつつカラムアンプ部に多種類の電圧利得をもたせることができる。
【００１２】
また、前記第１のインピーダンス部の第１の端子は前記カラム信号線に接続され、前記第１のインピーダンス部の第２の端子は前記ソース接地型アンプ回路の入力端子に接続され、前記第２のインピーダンス部の第１の端子は前記ソース接地型アンプ回路の入力端子に接続されており、前記スイッチは、前記第２のインピーダンス部の第２の端子を、前記ソース接地型アンプ回路の出力端子、グランド端子及び前記インピーダンス部の第１の端子のいずれかに選択的に接続することとしてもよい。
【００１３】
上記構成によれば、第２のインピーダンス部の第２の端子の接続先を切り替えるだけでよいので、スイッチの回路構成を容易にすることができる。
また、前記第１のインピーダンス部は、複数のインピーダンス素子と、前記複数のインピーダンス素子の接続形態を変更することにより、複数のインピーダンス素子の合成インピーダンスを変更するスイッチ素子を備えることとしてもよい。
【００１４】
また、前記第２のインピーダンス部は、複数のインピーダンス素子と、前記複数のインピーダンス素子の接続形態を変更することにより、複数のインピーダンス素子の合成インピーダンスを変更するスイッチ素子とを備えることとしてもよい。
また、前記第１及び第２のインピーダンス部は、いずれも、複数のインピーダンス素子と、前記複数のインピーダンス素子の接続形態を変更することにより、複数のインピーダンス素子の合成インピーダンスを変更するスイッチ素子とを備えることとしてもよい。
【００１５】
また、前記ソース接地型アンプ回路は、開ループ利得が異なる複数のソース接地型アンプを有し、いずれかを選択的に用いることとしてもよい。
上記構成によれば、カラムアンプ部に３種類よりも多くの電圧利得をもたせることができる。
また、前記各カラムアンプは、第１及び第２のインピーダンス部と、前記カラム信号線に前記第１のインピーダンス部を介して接続されたソース接地型アンプ回路と、前記ソース接地型アンプ回路の入出力端子間に前記第２のインピーダンス部を接続するか否か、さらに前記第２のインピーダンス部を接続しない場合には前記第１及び第２のインピーダンス部を用いて前記ソース接地型アンプ回路に入力される画素信号の信号電圧を分圧するか否かにより電圧利得を設定する利得設定部とを含むこととしてもよい。
【００１６】
上記構成によれば、以下の３通りの場合で異なる電圧利得をもたせることができる。
（１）ソース接地型アンプ回路の入出力端子間に第２のインピーダンス部を接続する場合
（２）ソース接地型アンプ回路の入出力端子間に第２のインピーダンス部を接続しない場合において、第１及び第２のインピーダンス部を用いて信号電圧を分圧する場合
（３）ソース接地型アンプ回路の入出力端子間に第２のインピーダンス部を接続しない場合において、第１及び第２のインピーダンス部を用いて信号電圧を分圧しない場合
例えば、第２のインピーダンス部がひとつのキャパシタから構成されていれば、ひとつのキャパシタで３種類の電圧利得をもたせることができる。すなわち従来よりも回路面積の増大を抑えつつカラムアンプ部に多種類の電圧利得をもたせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る固体撮像装置の構成を示す図である。
固体撮像装置１００は、画素１０１、カラム信号線１０２、ライン選択部１０３、カラムアンプ部１０４、信号処理部１０５、カラム選択部１０６、バッファ部１０７、出力端子１０８及び制御端子１０９を備える。画素１０１は、マトリクス状に配されており、それぞれ入射光の強度に応じた画素信号を生成する。カラム信号線１０２はカラム毎に設けられている。ライン選択部１０３は、マトリクス状に配された画素１０１に、ライン単位で画素信号を出力させる。カラムアンプ部１０４は、カラム信号線１０２に接続されており、カラム信号線１０２に現れた画素信号を増幅する。カラムアンプ部１０４の電圧利得は、制御端子１０９を介して外部から入力される制御信号により設定される。信号処理部１０５は、カラムアンプ部１０４により増幅された画素信号に対してノイズキャンセル等の信号処理を施す。カラム選択部１０６は、各カラムに設けられた信号処理部１０５に、カラム毎に画素信号を出力させる。バッファ部１０７は信号処理部１０５により信号処理が施された画素信号を増幅する。バッファ部１０７により増幅された画素信号は、出力端子１０８を介して外部に出力される。
【００１８】
図２は、本発明の実施の形態１に係るカラムアンプ部１０４の構成を示す図である。
カラムアンプ部１０４は、キャパシタＣ１１、Ｃ１２、スイッチＳＷ１１、ＳＷ１２、アンプ回路Ａ１を備える。
キャパシタＣ１１の第１の端子はノードＮ１１でカラム信号線１０２に接続され、キャパシタＣ１１の第１の端子はノードＮ１２でアンプ回路Ａ１の入力端子に接続されている。
【００１９】
キャパシタＣ１２の第１の端子はノードＮ１２でアンプ回路Ａ１の入力端子に接続され、第２の端子はスイッチＳＷ１２の端子１４に接続されている。
スイッチＳＷ１１は、アンプ回路Ａ１の入出力端子間に接続されている。スイッチＳＷ１１がオン状態になることでアンプ回路Ａ１の入力端子の電圧レベルがリセットされる。
スイッチＳＷ１１は、制御端子１０９を介して入力された制御信号に基づいて、端子１４を端子１１、１２、１３のいずれかに接続する。スイッチＳＷ１１の端子１１はノードＮ１１でキャパシタＣ１１の第１の端子に接続され、スイッチＳＷ１２の端子１２はグランド端子に接続され、スイッチＳＷ１２の端子１３はノードＮ１３でアンプ回路Ａ１の出力端子に接続されている。
【００２０】
アンプ回路Ａ１は、図３に示すように、単一段のソース接地型アンプである。アンプ回路Ａ１の開ループ利得は、１．５以上１５以下の範囲内で任意に設定される。なお、現状のプロセス技術ではアンプ回路Ａ１の開ループ利得の上限は必然的に１５程度になるが、将来的にプロセス技術が進歩した場合、上限が１５よりも大きくなる可能性もある。
次に、カラムアンプ部１０４の電圧利得の変更について説明する。以下の説明では、一例として、アンプ回路Ａ１の開ループ利得を１０、（キャパシタＣ１１の容量）：（キャパシタＣ１２の容量）：（アンプ回路Ａ１の入力容量）＝３：１：０．１とする。これらのパラメータは、任意に設定可能であり、本発明はこの例に限られるものではない。
（１）スイッチＳＷ１２の端子１３がオン状態の場合
この場合、キャパシタＣ１２はアンプ回路Ａ１の入出力端子間に接続されて帰還回路を構成する。そのため、カラムアンプ部１０４の電圧利得は、概ね、（アンプ回路Ａ１の開ループ利得）／（（（アンプ回路Ａ１の開ループ利得）＋１）×（Ｃ１２の容量）／（Ｃ１１の容量）＋１）により算出される値「２．１４」になる。
（２）スイッチＳＷ１２の端子１２がオン状態の場合
この場合、カラム信号線１０２に現れた画素信号の信号電圧は、キャパシタＣ１１、Ｃ１２により分圧されてアンプ回路Ａ１に入力される。そのため、カラムアンプ部１０４の電圧利得は、概ね、（Ｃ１１の容量）／（（Ｃ１１の容量）＋（Ｃ１２の容量）＋（アンプ回路Ａ１の入力容量））×（アンプ回路Ａ１の開ループ利得）により算出される値「７．３２」になる。
（３）スイッチＳＷ１２の端子１１がオン状態の場合
この場合、カラム信号線１０２に現れた画素信号の信号電圧は、分圧されずにアンプ回路Ａ１に入力される。そのため、カラムアンプ部１０４の電圧利得は、概ね、（（Ｃ１１の容量）＋（Ｃ１２の容量））／（（Ｃ１１の容量）＋（Ｃ１２の容量）＋（アンプ回路Ａ１の入力容量））×（アンプ回路Ａ１の開ループ利得）により算出される値「９．７６」になる。
【００２１】
このように、実施の形態１では、ひとつのキャパシタＣ１２を３通りの接続形態で利用することにより、カラムアンプ部１０４に３種類の電圧利得をもたせることができる。そのためカラムアンプ部１０４の回路面積を従来技術に比べて縮小することができる。
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２に係るカラムアンプ部１０４の構成を示す図である。
【００２２】
実施の形態２では、キャパシタＣ１１の構成が実施の形態１と異なる。これ以外の構成については実施の形態１と同様なので説明を省略する。
キャパシタＣ１１は、キャパシタＣ１１ａ、Ｃ１１ｂ、スイッチＳＷ１３を含む。スイッチＳＷ１３は、制御端子１０９を介して入力される制御信号に基づいてオン状態及びオフ状態のいずれかになる。スイッチＳＷ１３がオン状態のときとオフ状態のときとでキャパシタＣ１１の容量（キャパシタＣ１１ａ、Ｃ１１ｂの合成容量）が異なる。
【００２３】
次に、カラムアンプ部１０４の電圧利得の変更について説明する。以下の説明では、一例として、アンプ回路Ａ１の開ループ利得を１０、（キャパシタＣ１１ａの容量）：（キャパシタＣ１１ｂの容量）：（キャパシタＣ１２の容量）：（アンプ回路Ａ１の入力容量）＝１．５：１．５：１：０．１とする。これらのパラメータは、任意に設定可能であり、本発明はこの例に限られるものではない。
（１）スイッチＳＷ１２の端子１３がオン状態、スイッチＳＷ１３がオフ状態の場合
カラムアンプ部１０４の電圧利得は、概ね、（アンプ回路Ａ１の開ループ利得）／（（（アンプ回路Ａ１の開ループ利得）＋１）×（Ｃ１２の容量）／（Ｃ１１ａの容量）＋１）により算出される値「１．２」になる。
（２）スイッチＳＷ１２の端子１３がオン状態、スイッチＳＷ１３がオフ状態の場合
カラムアンプ部１０４の電圧利得は、概ね、（アンプ回路Ａ１の開ループ利得）／（（（アンプ回路Ａ１の開ループ利得）＋１）×（Ｃ１２の容量）／（（Ｃ１１ａの容量）＋（Ｃ１１ｂの容量））＋１）により算出される値「２．１４」になる。
（３）スイッチＳＷ１２の端子１２がオン状態、スイッチＳＷ１３がオフ状態の場合
カラムアンプ部１０４の電圧利得は、概ね、（Ｃ１１ａの容量）／（（Ｃ１１ａの容量）＋（Ｃ１２の容量）＋（アンプ回路Ａ１の入力容量））×（アンプ回路Ａ１の開ループ利得）により算出される値「５．７７」になる。
（４）スイッチＳＷ１２の端子１２がオン状態、スイッチＳＷ１３がオン状態の場合
カラムアンプ部１０４の電圧利得は、概ね、（（Ｃ１１ａの容量）＋（Ｃ１１ｂの容量））／（（Ｃ１１ａの容量）＋（Ｃ１１ｂの容量）＋（Ｃ１２の容量）＋（アンプ回路Ａ１の入力容量））×（アンプ回路Ａ１の開ループ利得）により算出される値「７．３２」になる。
（５）スイッチＳＷ１２の端子１１がオン状態、スイッチＳＷ１３がオフ状態の場合
カラムアンプ部１０４の電圧利得は、概ね、（（Ｃ１１ａの容量）＋（Ｃ１２の容量））／（（Ｃ１１ａの容量）＋（Ｃ１２の容量）＋（アンプ回路Ａ１の入力容量））×（アンプ回路Ａ１の開ループ利得）により算出される値「９．６２」になる。
（６）スイッチＳＷ１２の端子１１がオン状態、スイッチＳＷ１３がオン状態の場合
カラムアンプ部１０４の電圧利得は、概ね、（（Ｃ１１ａの容量）＋（Ｃ１１ｂの容量）＋（Ｃ１２の容量））／（（Ｃ１１ａの容量）＋（Ｃ１１ｂの容量）＋（Ｃ１２の容量）＋（アンプ回路Ａ１の入力容量））×（アンプ回路Ａ１の開ループ利得）により算出される値「９．７６」になる。
【００２４】
このように、実施の形態２では、カラムアンプ部１０４に６種類の電圧利得をもたせることができる。
（実施の形態３）
図５は、本発明の実施の形態３に係るカラムアンプ部１０４の構成を示す図である。
実施の形態３では、キャパシタＣ１２の構成が実施の形態１と異なる。これ以外の構成については実施の形態１と同様なので説明を省略する。
【００２５】
キャパシタＣ１２は、キャパシタＣ１２ａ、Ｃ１２ｂ、スイッチＳＷ１３を含む。スイッチＳＷ１３は、制御端子１０９を介して入力される制御信号に基づいてオン状態及びオフ状態のいずれかになる。スイッチＳＷ１３がオン状態のときとオフ状態のときとでキャパシタＣ１２の容量（キャパシタＣ１２ａ、Ｃ１２ｂの合成容量）が異なる。
次に、カラムアンプ部１０４の電圧利得の変更について説明する。以下の説明では、一例として、アンプ回路Ａ１の開ループ利得を１０、（キャパシタＣ１１の容量）：（キャパシタＣ１２ａの容量）：（キャパシタＣ１２ｂの容量）：（アンプ回路Ａ１の入力容量）＝３：０．５：０．５：０．１とする。これらのパラメータは、任意に設定可能であり、本発明はこの例に限られるものではない。
（１）スイッチＳＷ１２の端子１３がオン状態、スイッチＳＷ１３がオン状態の場合
カラムアンプ部１０４の電圧利得は、概ね、（アンプ回路Ａ１の開ループ利得）／（（（アンプ回路Ａ１の開ループ利得）＋１）×（（Ｃ１２ａの容量）＋（Ｃ１２ｂの容量））／（Ｃ１１の容量）＋１）により算出される値「２．１４」になる。
（２）スイッチＳＷ１２の端子１３がオン状態、スイッチＳＷ１３がオフ状態の場合
カラムアンプ部１０４の電圧利得は、概ね、（アンプ回路Ａ１の開ループ利得）／（（（アンプ回路Ａ１の開ループ利得）＋１）×（Ｃ１２ａの容量）／（Ｃ１１の容量）＋１）により算出される値「３．５３」になる。
（３）スイッチＳＷ１２の端子１２がオン状態、スイッチＳＷ１３がオン状態の場合
カラムアンプ部１０４の電圧利得は、概ね、（Ｃ１１の容量）／（（Ｃ１１の容量）＋（Ｃ１２ａの容量）＋（Ｃ１２ｂの容量）＋（アンプ回路Ａ１の入力容量））×（アンプ回路Ａ１の開ループ利得）により算出される値「７．３２」になる。
（４）スイッチＳＷ１２の端子１２がオン状態、スイッチＳＷ１３がオフ状態の場合
カラムアンプ部１０４の電圧利得は、概ね、（Ｃ１１の容量）／（（Ｃ１１の容量）＋（Ｃ１２ａの容量）＋（アンプ回路Ａ１の入力容量））×（アンプ回路Ａ１の開ループ利得）により算出される値「８．３３」になる。
（５）スイッチＳＷ１２の端子１１がオン状態、スイッチＳＷ１３がオフ状態の場合
カラムアンプ部１０４の電圧利得は、概ね、（（Ｃ１１の容量）＋（Ｃ１２ａの容量））／（（Ｃ１１の容量）＋（Ｃ１２ａの容量）＋（アンプ回路Ａ１の入力容量））×（アンプ回路Ａ１の開ループ利得）により算出される値「９．７２」になる。
（６）スイッチＳＷ１２の端子１１がオン状態、スイッチＳＷ１３がオン状態の場合
カラムアンプ部１０４の電圧利得は、概ね、（（Ｃ１１の容量）＋（Ｃ１２ａの容量）＋（Ｃ１２ｂの容量））／（（Ｃ１１の容量）＋（Ｃ１２ａの容量）＋（Ｃ１２ｂの容量）＋（アンプ回路Ａ１の入力容量））×（アンプ回路Ａ１の開ループ利得）により算出される値「９．７６」になる。
【００２６】
このように、実施の形態３では、カラムアンプ部１０４に６種類の電圧利得をもたせることができる。
（実施の形態４）
図６は、本発明の実施の形態４に係るカラムアンプ部１０４の構成を示す図である。
実施の形態４では、アンプ回路Ａ１の構成が実施の形態１と異なる。これ以外の構成については実施の形態１と同様なので説明を省略する。
【００２７】
アンプ回路Ａ１は、アンプ回路Ａ１ａ、Ａ１ｂ、スイッチＳＷ１３ａ、ＳＷ１３ｂを含む。スイッチＳＷ１３ａ、ＳＷ１３ｂは、制御端子１０９を介して入力される制御信号に基づき、いずれかがオン状態になる。スイッチＳＷ１３ａがオン状態のときとスイッチＳＷ１３ｂがオン状態のときとで、アンプ回路Ａ１の開ループ利得が異なる。
次に、カラムアンプ部１０４の電圧利得の変更について説明する。以下の説明では、一例として、アンプ回路Ａ１ａの開ループ利得を３、アンプ回路Ａ１ｂの開ループ利得を１０、（キャパシタＣ１１の容量）：（キャパシタＣ１２の容量）：（アンプ回路Ａ１ａの入力容量）：（アンプ回路Ａ１ｂの入力容量）＝３：１：０．１：０．１とする。これらのパラメータは、任意に設定可能であり、本発明はこの例に限られるものではない。
（１）スイッチＳＷ１２の端子１３がオン状態、スイッチＳＷ１３ａがオン状態の場合
カラムアンプ部１０４の電圧利得は、概ね、（アンプ回路Ａ１ａの開ループ利得）／（（（アンプ回路Ａ１ａの開ループ利得）＋１）×（Ｃ１２の容量）／（Ｃ１１の容量）＋１）により算出される値「１．２９」になる。
（２）スイッチＳＷ１２の端子１３がオン状態、スイッチＳＷ１３ｂがオン状態の場合
カラムアンプ部１０４の電圧利得は、概ね、（アンプ回路Ａ１ｂの開ループ利得）／（（（アンプ回路Ａ１ｂの開ループ利得）＋１）×（Ｃ１２の容量）／（Ｃ１１の容量）＋１）により算出される値「２．１４」になる。
（３）スイッチＳＷ１２の端子１２がオン状態、スイッチＳＷ１３ａがオン状態の場合
カラムアンプ部１０４の電圧利得は、概ね、（Ｃ１１の容量）／（（Ｃ１１の容量）＋（Ｃ１２の容量）＋（アンプ回路Ａ１ａの入力容量））×（アンプ回路Ａ１ａの開ループ利得）により算出される値「２．２０」になる。
（４）スイッチＳＷ１２の端子１２がオン状態、スイッチＳＷ１３ｂがオン状態の場合
カラムアンプ部１０４の電圧利得は、概ね、（Ｃ１１の容量）／（（Ｃ１１の容量）＋（Ｃ１２の容量）＋（アンプ回路Ａ１ｂの入力容量））×（アンプ回路Ａ１ｂの開ループ利得）により算出される値「７．３２」になる。
（５）スイッチＳＷ１２の端子１１がオン状態、スイッチＳＷ１３ａがオン状態の場合
カラムアンプ部１０４の電圧利得は、概ね、（（Ｃ１１の容量）＋（Ｃ１２の容量））／（（Ｃ１１の容量）＋（Ｃ１２の容量）＋（アンプ回路Ａ１ａの入力容量））×（アンプ回路Ａ１ａの開ループ利得）により算出される値「２．９３」になる。
（６）スイッチＳＷ１２の端子１１がオン状態、スイッチＳＷ１３ｂがオン状態の場合
カラムアンプ部１０４の電圧利得は、概ね、（（Ｃ１１の容量）＋（Ｃ１２の容量））／（（Ｃ１１の容量）＋（Ｃ１２の容量）＋（アンプ回路Ａ１ｂの入力容量））×（アンプ回路Ａ１ｂの開ループ利得）により算出される値「９．７６」になる。
【００２８】
このように、実施の形態４では、カラムアンプ部１０４に６種類の電圧利得をもたせることができる。
（実施の形態５）
図７は、本発明の実施の形態５に係るカメラの構成を示す図である。
カメラ１２０は、固体撮像装置１００、ＩＳＯ感度設定機構１２１、照度センサ１２２、ＣＤＳ／ＡＤＣ部１２３、ＤＳＰ部１２４、出力インターフェイス１２５を備える。
【００２９】
固体撮像装置１００は、実施の形態１乃至４で説明したものと同じである。固体撮像装置１００から出力された画素信号は、ＣＤＳ／ＡＤＣ部１２３及びＤＳＰ部１２４により信号処理が施され、出力インターフェイス１２５を介して外部出力される。
ＩＳＯ感度設定機構１２１は、自動又は手動でＩＳＯ感度を設定し、設定されたＩＳＯ感度に応じた制御信号を生成する。制御信号は制御端子１０９を介して固体撮像装置１００に入力される。これにより低照度被写体を低ノイズで撮像する場合と高照度被写体を高ダイナミックレンジで撮像する場合とを任意に切り替えることができる。
【００３０】
照度センサ１２２は、被写体照度に応じた制御信号を生成する。制御信号は制御端子１０９を介して固体撮像装置１００に入力される。これにより照度に応じて電圧利得を変更することができる。
以上、本発明に係る固体撮像装置及びカメラについて、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られない。例えば、以下のような変形例が考えられる。
（１）実施の形態では、キャパシタＣ１１、Ｃ１２を用いているが、本発明はこれに限られない。キャパシタに代えてレジスタを用いてもよい。
（２）実施の形態２、３、４のうちの２つ又は全部を組み合わせてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明は、デジタルカメラ等に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施の形態１に係る固体撮像装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るカラムアンプ部１０４の構成を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係るアンプ回路Ａ１の構成を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係るカラムアンプ部１０４の構成を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態３に係るカラムアンプ部１０４の構成を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態４に係るカラムアンプ部１０４の構成を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態５に係るカメラの構成を示す図である。
【図８】従来技術に係るカラムアンプ部の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００３３】
１００    固体撮像装置
１０１    画素
１０２    カラム信号線
１０３    ライン選択部
１０４    カラムアンプ部
１０５    信号処理部
１０６    カラム選択部
１０７    バッファ部
１０８    出力端子
１０９    制御端子
１２０    カメラ
１２１    ＩＳＯ感度設定機構
１２２    照度センサ
１２３    ＣＤＳ／ＡＤＣ部
１２４    ＤＳＰ部
１２５    出力インターフェイス
【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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