(57)【要約】【課題】少ない冗長性で、配線不良を救済することができるようにする。【解決手段】固体撮像装置は、複数の画素が行列状に２次元配置された画素アレイ部と、画素からの画素信号を伝送するｎ本の信号線に対して、１本の冗長配線と、１本の信号線と冗長配線とを接続する１以上の冗長スイッチとを備える。本技術は、例えば、固体撮像装置等に適用できる。【選択図】図４
2020123795.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素が行列状に２次元配置された画素アレイ部と、
前記画素からの画素信号を伝送するｎ本の信号線に対して設けられる１本の冗長配線と、
前記１本の前記信号線と前記冗長配線とを接続する１以上の冗長スイッチと
を備える固体撮像装置。
【請求項２】
前記１本の前記信号線と前記冗長配線とを接続する複数の前記冗長スイッチを備える
請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記ｎ本の信号線と１本の冗長配線とが、１個の画素列に対して配置されている
請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記ｎ本の信号線と１本の冗長配線とが、ｎ個の画素列に対して配置されている
請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記画素アレイ部は、前記画素として、
入射された光を受光して光電変換し、前記画素信号を出力する画素回路を有する第１の画素と、
前記冗長スイッチを有する第２の画素と
を備える
請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項６】
前記画素アレイ部は、前記画素として、
入射された光を受光して光電変換し、前記画素信号を出力する画素回路を有する第１の画素と、
前記画素回路と、前記冗長スイッチとを有する第２の画素と
を備える
請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項７】
前記画素アレイ部の全ての前記画素は、
入射された光を受光して光電変換し、前記画素信号を出力する画素回路と、前記冗長スイッチとを有する
請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項８】
前記画素アレイ部には、入射された光を受光して光電変換し、前記画素信号を出力する画素回路を有する前記画素が、行列状に２次元配置されており、
第１の画素行と第２の画素行との間に、前記冗長スイッチが配置されている行を備える
請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項９】
前記画素アレイ部には、入射された光を受光して光電変換し、前記画素信号を出力する画素回路を有する前記画素が、行列状に２次元配置されており、
前記画素アレイ部の外側に、前記冗長スイッチが配置されている
請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項１０】
前記信号線および前記冗長配線のそれぞれに、定電流源回路が接続されている
請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項１１】
前記画素アレイ部の配線不良を救済するリカバリ情報を記憶する記憶部と、
前記リカバリ情報に基づいて、前記１以上の冗長スイッチを駆動する冗長制御回路と
をさらに備える
請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項１２】
複数の画素が行列状に２次元配置された画素アレイ部と、
前記画素アレイ部の前記画素が出力するアナログの画素信号をデジタルの前記画素信号に変換するADCと、
前記ADCと接続され、前記画素からの画素信号を前記ADCに伝送する信号線と、
複数の前記ADCごとに配置される、冗長ADCと、
複数の前記信号線のいずれかを選択し、選択された前記信号線と前記冗長ADCとを接続する選択部と
を備える固体撮像装置。
【請求項１３】
前記ADCが、前記信号線と１対１に設けられ、
前記冗長ADCは、複数本の前記信号線に対して設けられている
請求項１２に記載の固体撮像装置。
【請求項１４】
前記画素アレイ部の配線不良を救済するリカバリ情報を記憶する記憶部と、
前記リカバリ情報に基づいて、前記選択部を制御するセレクタ制御部と
をさらに備える
請求項１２に記載の固体撮像装置。
【請求項１５】
前記ADCまたは前記冗長ADCのいずれか一方の出力データを選択するデータ選択部をさらに備える
請求項１２に記載の固体撮像装置。
【請求項１６】
請求項１または請求項１２に記載の固体撮像装置
を備える電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、固体撮像装置および電子機器に関し、特に、少ない冗長性で、配線不良を救済することができるようにした固体撮像装置および電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
イメージセンサの多画素化および高速化が進んでいる。また、グロバルシャッタ、変換効率切り替えなどの画素の多機能化も進んでいる。このような多画素化、高速化、または、多機能化を実現するため、画素配列に、多数の配線（例えば、制御線や信号線）が必要になる。配線が高密度になると、どこかの配線に、ショートや断線などの不良の発生確率が高くなる。
【０００３】
例えば、特許文献１には、１画素に対して、２個の選択トランジスタと、選択トランジスタごとに異なる信号線を設けることにより冗長性を持たせることで、配線の断線不良を救済する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−１８４０７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示の技術では、選択トランジスタと信号線の本数が倍増するため、面積のオーバーヘッドが大きくなってしまう。
【０００６】
本技術は、このような状況に鑑みてなされたものであり、少ない冗長性で、配線不良を救済することができるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本技術の第１の側面の固体撮像装置は、複数の画素が行列状に２次元配置された画素アレイ部と、前記画素からの画素信号を伝送するｎ本の信号線に対して、１本の冗長配線と、前記１本の前記信号線と前記冗長配線とを接続する１以上の冗長スイッチとを備える。
【０００８】
本技術の第２の側面の固体撮像装置は、複数の画素が行列状に２次元配置された画素アレイ部と、前記画素アレイ部の前記画素が出力するアナログの画素信号をデジタルの前記画素信号に変換するADCと、前記ADCと接続され、前記画素からの画素信号を前記ADCに伝送する信号線と、複数の前記ADCごとに配置される、冗長ADCと、複数の前記信号線のいずれかを選択し、選択された前記信号線と前記冗長ADCとを接続する選択部とを備える。
【０００９】
本技術の第３の側面の電子機器は、第１の側面または第２の側面の固体撮像装置を備える。
【００１０】
本技術の第１および第３の側面においては、画素アレイ部に複数の画素が行列状に２次元配置され、前記画素からの画素信号を伝送するｎ本の信号線に対して、１本の冗長配線と、前記１本の前記信号線と前記冗長配線とを接続する１以上の冗長スイッチとが設けられる。
【００１１】
本技術の第２および第３の側面においては、画素アレイ部に複数の画素が行列状に２次元配置され、前記画素アレイ部の前記画素が出力するアナログの画素信号がADCでデジタルの前記画素信号に変換され、前記ADCと接続された信号線により、前記画素からの画素信号が前記ADCに伝送され、冗長ADCが複数の前記ADCごとに配置され、複数の前記信号線のいずれかから選択された前記信号線と前記冗長ADCとが接続される。
【００１２】
固体撮像装置及び電子機器は、独立した装置であっても良いし、他の装置に組み込まれるモジュールであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】固体撮像装置の基本構成例を示すブロック図である。
【図２】図１の画素とADCの詳細構成を説明する図である。
【図３】配線不良の発生を説明する図である。
【図４】本技術を適用した回路構成である第１の冗長回路の概念図である。
【図５】所定の画素信号線vslに断線が発生した場合の救済方法を示す図である。
【図６】冗長配線vslの配置例を示す図である。
【図７】冗長配線vslの配置例を示す図である。
【図８】冗長スイッチの第１配置例を示す図である。
【図９】冗長スイッチの第２配置例を示す図である。
【図１０】冗長スイッチの第３配置例を示す図である。
【図１１】冗長スイッチの第４配置例を示す図である。
【図１２】迂回パスの例を示す図である。
【図１３】定電流源回路の配置例を示す図である。
【図１４】本技術を適用した固体撮像装置の構成例を示すブロック図である。
【図１５】本技術を適用した回路構成である第２の冗長回路の概念図である。
【図１６】１グループの画素信号線とADCの構成例を示す図である。
【図１７】図１とは異なる固体撮像装置の基本構成例のADCに関する配置例を示す図である。
【図１８】本技術を適用した回路構成である第２の冗長回路の概念図である。
【図１９】１グループの画素信号線とADCの構成例を示す図である。
【図２０】断線不良が発生した場合の制御例を説明する図である。
【図２１】断線不良が発生した場合の制御例を説明する図である。
【図２２】本技術を適用した固体撮像装置の構成例を示すブロック図である。
【図２３】リカバリ情報設定処理を説明するフローチャートである。
【図２４】撮像処理を説明するフローチャートである。
【図２５】イメージセンサの使用例を説明する図である。
【図２６】本技術を適用した電子機器としての撮像装置の構成例を示すブロック図である。
【図２７】内視鏡手術システムの概略的な構成の一例を示す図である。
【図２８】カメラヘッド及びＣＣＵの機能構成の一例を示すブロック図である。
【図２９】車両制御システムの概略的な構成の一例を示すブロック図である。
【図３０】車外情報検出部及び撮像部の設置位置の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本技術を実施するための形態（以下、実施の形態という）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．固体撮像装置の基本構成例
２．配線不良の発生
３．第１の冗長回路の構成例
４．固体撮像装置全体の構成例
５．駆動信号線への適用
６．第２の冗長回路の構成例
７．固体撮像装置全体の構成例
８．イメージセンサの使用例
９．電子機器への適用例
１０．内視鏡手術システムへの応用例
１１．移動体への応用例
【００１５】
＜１．固体撮像装置の基本構成例＞
本技術を適用した固体撮像装置を説明する前に、その前提となる固体撮像装置の基本構成例について説明する。
【００１６】
図１は、固体撮像装置の基本構成例を示すブロック図である。
【００１７】
図１の固体撮像装置１は、画素アレイ部１１、ADC部１２、タイミング制御部１３、画素駆動回路１４、参照信号生成部１５、信号処理回路１６、および、IF部１７などを含んで構成される。
【００１８】
画素アレイ部１１には、複数の画素２１が行列状に２次元配置されている。
【００１９】
行列状に配置された複数の画素２１は、駆動信号線hslにより、行単位で画素駆動回路１４と接続されている。換言すれば、画素アレイ部１１内の同一行に配置されている複数の画素２１は、同じ一本の駆動信号線hslで、画素駆動回路１４と接続されている。なお、図１では、駆動信号線hslについて１本の配線として示しているが、１本に限られるものではない。
【００２０】
画素アレイ部１１内の各画素２１は、駆動信号線hslを介して画素駆動回路１４から供給される信号に従って、内部に蓄積された電荷に応じた画素信号を、画素信号線vslに出力する。画素２１の詳細な構成例については、図２を参照して後述する。画素アレイ部１１内の同じ画素列に配置された複数の画素２１は、同じ一本の画素信号線vslに接続され、各画素２１が出力した画素信号は、画素信号線vslを介して、ADC部１２のADC（アナログデジタルコンバータ）２３に供給される。画素信号線vslには、画素２１とソースフォロア回路を形成する定電流源回路２２も接続されている。定電流源回路２２は、負荷MOS等で構成される。
【００２１】
ADC部１２は、複数のADC２３を備える。より具体的には、ADC部１２には、１本の画素信号線vslに対して、１個のADC２３が設けられている。ADC２３は、画素信号線vslを介して供給されるアナログの画素信号をデジタル信号に変換（AD変換）する。ADC２３それぞれは、AD変換後の画素データを一時的に記憶し、信号処理回路１６の制御に従って、信号処理回路１６を介してIF部１７に出力する。
【００２２】
タイミング制御部１３は、所定の周波数のマスタクロックに基づいて、所定の動作に必要なクロック信号やタイミング信号を、画素駆動回路１４や信号処理回路１６、ADC２３などに供給する。例えば、タイミング制御部１３は、画素２１のシャッタ動作や読み出し動作のタイミング信号を画素駆動回路１４に供給する。また、図示は省略されているが、タイミング制御部１３は、所定の動作に必要なクロック信号やタイミング信号を、ADC２３、参照信号生成部１５などにも供給する。
【００２３】
画素駆動回路１４は、例えば、画素駆動するための行の位置を決定するとともに、画素２１を駆動するための駆動信号を生成して駆動信号線hslを介して画素２１に供給する。
【００２４】
参照信号生成部１５は、DAC（Digital to Analog Converter）１５aを有して構成されており、タイミング制御部１３からのクロック信号に応じて、ランプ（RAMP）波形の参照信号を生成して、ADC部１２内の各ADC２３に供給する。
【００２５】
信号処理回路１６は、ADC部１２内の複数のADC２３に記憶されている画素データを、順次、所定のタイミングでIF部１７に出力させる。さらに、信号処理回路１６は、ADC２３に記憶されている各画素２１の画素データに対して、必要に応じて、黒レベル調整処理、列ばらつき補正処理、階調補正処理などの各種のデジタル信号処理を行い、IF部１７に供給する。
【００２６】
IF部１７は、信号処理回路１６から供給された画素データを、装置外へ出力する。
【００２７】
以上のように構成される固体撮像装置１は、ADC２３が画素列ごとに配置されたカラムAD方式と呼ばれるCMOSイメージセンサである。
【００２８】
図２を参照して、画素２１とADC２３の詳細構成について説明する。
【００２９】
図２には、一本の画素信号線vslに接続されている画素アレイ部１１内の一つの画素２１と、ADC２３の詳細構成が示されている。
【００３０】
画素２１は、入射された光を受光して光電変換し、前記画素信号を出力する画素回路を有する。具体的には、画素２１は、画素回路として、光電変換素子としてのフォトダイオード３１、転送トランジスタ３２、FD(フローティングディフュージョン)３３、リセットトランジスタ３４、増幅トランジスタ３５、および、選択トランジスタ３６を有する。
【００３１】
フォトダイオード３１は、受光した光量に応じた電荷（信号電荷）を生成し、かつ、蓄積する。フォトダイオード３１は、アノード端子が接地されているとともに、カソード端子が転送トランジスタ３２を介して、FD３３に接続されている。
【００３２】
転送トランジスタ３２は、転送信号TRGによりオンされたとき、フォトダイオード３１で生成された電荷を読み出し、FD３３に転送する。
【００３３】
FD３３は、フォトダイオード３１から読み出された電荷を保持する。リセットトランジスタ３４は、リセット信号RSTによりオンされたとき、FD３３に蓄積されている電荷がドレイン（定電圧源VDD）に排出されることで、FD３３の電位をリセットする。
【００３４】
増幅トランジスタ３５は、FD３３の電位に応じた画素信号を出力する。すなわち、増幅トランジスタ３５は、画素信号線vslを介して接続されている定電流源回路２２とソースフォロワ回路を構成し、FD３３に蓄積されている電荷に応じたレベルを示す画素信号が、増幅トランジスタ３５から選択トランジスタ３６と画素信号線vslを介してADC２３に出力される。
【００３５】
選択トランジスタ３６は、選択信号SELにより画素２１が選択されたときオンされ、画素２１の画素信号を、画素信号線vslを介してADC２３に出力する。転送信号TRG、選択信号SEL、及びリセット信号RSTが伝送される各駆動信号線は、図１の駆動信号線hslに対応する。
【００３６】
画素２１は、例えば、以上のように構成することができるが、この構成に限定されるものではなく、その他の構成を採用してもよい。
【００３７】
ADC２３は、画素信号線vslを介して画素２１から供給される画素信号を、CDS(Correlated Double Sampling；相関２重サンプリング)処理し、さらにAD変換処理する。ADC２３は、コンパレータ（比較器）４１と、アップダウンカウンタ（U/D カウンタ）４２を有する。
【００３８】
画素２１から出力された画素信号は、画素信号線vslを介して、コンパレータ４１の第１の入力端子に入力される。一方、コンパレータ４１の第２の入力端子には、参照信号生成部１５のDAC１５aから、時間が経過するにつれてレベル（電圧）が傾斜状に変化する、いわゆるランプ（RAMP）波形の参照信号が入力される。
【００３９】
コンパレータ４１は、画素信号と参照信号とを比較して得られる差信号をアップダウンカウンタ４２に出力する。例えば、参照信号が画素信号より大である場合にはHi(High)の差信号がアップダウンカウンタ４２に供給され、参照信号が画素信号より小である場合にはLo(Low)の差信号がアップダウンカウンタ４２に供給される。
【００４０】
アップダウンカウンタ４２は、P相（Preset Phase）AD変換期間で、Hiの差信号が供給されている間だけダウンカウントするとともに、D相（Data Phase）AD変換期間で、Hiの差信号が供給されている間だけアップカウントする。そして、アップダウンカウンタ４２は、P相AD変換期間のダウンカウント値と、D相AD変換期間のアップカウント値との加算結果を、CDS処理およびAD変換処理後の画素データとして出力する。なお、P相AD変換期間でアップカウントし、D相AD変換期間でダウンカウントしてもよい。
【００４１】
＜２．配線不良の発生＞
図１および図２を参照して説明したように、固体撮像装置の基本構成では、１つの画素列に対して１本の画素信号線vslが設けられることが一般的である。
【００４２】
この場合、例えば、図３のAに示されるように、画素アレイ部１１に配置された複数の画素信号線vslのうち、所定の画素信号線vslの所定の箇所５１に、断線等の不良が発生すると、図３のBに示されるように、撮像画像に縦の線欠陥５２が生じる。このような線欠陥５２は、視認しやすく、点欠陥よりも補正もしにくい。そのため、線欠陥５２が発生した場合、その固体撮像装置自体を不良と扱う場合が多く、イメージセンサの歩留まりの低下の原因となる。
【００４３】
そこで、以下では、固体撮像装置が、画素信号線vslまたはADC２３を冗長に備えた冗長回路を備えることにより、画素信号線vslに断線等の不良が発生した場合でも、救済が可能となり、歩留りを向上させることが可能な回路構成について説明する。
【００４４】
なお、以下で説明する図において、図１および図２と対応する部分については、同一の符号を付してあり、その部分の説明は適宜省略する。また、説明においては、理解を容易にするため、図１および図２の各部に付した符号を適宜引用して説明する場合がある。
【００４５】
＜３．第１の冗長回路の構成例＞
図４は、本技術を適用した回路構成である第１の冗長回路の概念図である。
【００４６】
図４の回路では、ｎ本の画素信号線vslに対して、１本の冗長な画素信号線（以下、冗長配線と称する。）vslが配置されている。
【００４７】
より具体的には、図４では、n本の画素信号線vsl1_1乃至vsl1_nに対して、１本の冗長配線vsl1_rが設けられ、n本の画素信号線vsl2_1乃至vsl2_nに対して、１本の冗長配線vsl2_rが設けられ、以下同様に、n本の画素信号線vslm_1乃至vslm_nに対して、１本の冗長配線vslm_rが設けられている（mは、２以上の整数）。
【００４８】
また、１本の冗長配線vslと、ｎ本の画素信号線vslそれぞれとの間に、画素信号線vslと冗長配線vslとを接続する２個以上の冗長スイッチ６１が設けられている。冗長スイッチ６１は、例えば、N型のMOSトランジスタで構成され、ゲートに供給される制御信号により画素信号線vslと冗長配線vslとの接続をオンオフする。
【００４９】
例えば、画素信号線vsl1_1と冗長配線vsl1_rとの間には、ｋ個の冗長スイッチ６１_111乃至６１_1k1が設けられ、画素信号線vsl1_2と冗長配線vsl1_rとの間には、ｋ個の冗長スイッチ６１_112乃至６１_1k2が設けられている。画素信号線vsl1_nと冗長配線vsl1_rとの間には、ｋ個の冗長スイッチ６１_11n乃至６１_1knが設けられている（kは、２以上の整数）。
【００５０】
また、画素信号線vsl2_1と冗長配線vsl2_rとの間には、ｋ個の冗長スイッチ６１_211乃至６１_2k1が設けられ、画素信号線vsl2_2と冗長配線vsl2_rとの間には、ｋ個の冗長スイッチ６１_212乃至６１_2k2が設けられている。画素信号線vsl2_nと冗長配線vsl2_rとの間には、ｋ個の冗長スイッチ６１_21n乃至６１_2knが設けられている。
【００５１】
同様に、画素信号線vslm_1と冗長配線vslm_rとの間には、ｋ個の冗長スイッチ６１_m11乃至６１_mk1が設けられ、画素信号線vslm_2と冗長配線vslm_rとの間には、ｋ個の冗長スイッチ６１_m12乃至６１_mk2が設けられている。画素信号線vslm_nと冗長配線vslm_rとの間には、ｋ個の冗長スイッチ６１_m1n乃至６１_mknが設けられている。
【００５２】
図５は、図４に示した第１の冗長回路において、所定の画素信号線vslに断線が発生した場合の救済方法を示す図である。
【００５３】
例えば、図５に示されるように、画素信号線vsl2_2の所定の箇所７１（以下、断線箇所７１と称する。）で断線が発生したとする。
【００５４】
この場合、画素信号線vslと冗長配線vslとを接続する全ての冗長スイッチ６１のうち、駆動信号線drl2_1乃至drl2_kを伝送する制御信号がHiに制御され、それ以外の駆動信号線drl1,drl3乃至drlnを伝送する制御信号はLoに制御される。断線箇所７１に関する冗長スイッチ６１としては、冗長スイッチ６１_212と、冗長スイッチ６１_2k2がオンとされ、その他の冗長スイッチ６１は、オフとされる。
【００５５】
断線が発生した画素信号線vsl2_2に接続されている複数の画素２１のうち、断線箇所７１とADC部１２との間にある画素２１（例えば、画素２１A）は、パス７２Aを経由して、画素信号をADC部１２へ出力することができる。パス７２Aは、画素信号線vsl2_2の経路である。
【００５６】
一方、断線が発生した画素信号線vsl2_2に接続されている複数の画素２１のうち、断線箇所７１からADC部１２の反対側にある画素２１（例えば、画素２１B）は、パス７２Bを経由して、画素信号をADC部１２へ出力することができる。パス７２Bは、画素信号線vsl2_2、冗長スイッチ６１_212、冗長配線vsl2_r、冗長スイッチ６１_2k2、画素信号線vsl2_2の経路である。
【００５７】
このように、ｎ本の画素信号線vslに対して、１本の冗長配線vslを設け、冗長配線vslと、各画素信号線vslとの間に冗長スイッチ６１を設けることにより、１本の画素信号線vslごとに冗長配線vslを設ける場合と比較して、冗長配線vslの本数を削減することができ、冗長スイッチ６１の個数も画素数よりも少ない数に削減することができる。これにより、冗長の実現に必要な回路の面積が少なく済むので、冗長回路のオーバーヘッドを減らすことができる。
【００５８】
したがって、本技術を適用した第１の冗長回路によれば、少ない冗長性で、配線不良を救済することができる
【００５９】
１本の冗長配線vslに対する画素信号線vslの本数であるｎの値をいくつにするかは、固体撮像装置の特性（動作条件）等に応じて適宜決定することができる。また、１つの画素列に、何本の画素信号線vslを配置するかも、画素信号の読み出し要求速度等に応じて決定すればよい。
【００６０】
＜冗長配線vslの配置例＞
図６および図７は、冗長配線vslの配置例を示している。
【００６１】
図６および図７は、いずれも、４本の画素信号線vslに対して１本の冗長配線vslを設けた例であるが、図６は、４行の画素の同時読み出しを可能とする、高フレームレートの固体撮像装置に、冗長配線vslを設けた配線例である。
【００６２】
図６では、４本の画素信号線vslと１本の冗長配線vslとが１個の画素列に配置されている。換言すれば、１個の画素列に４本の画素信号線vslが配置され、画素列単位に、１本の冗長配線vslが追加されている。
【００６３】
一方、図７では、４本の画素信号線vslと１本の冗長配線vslとが４個の画素列に配置されている。この場合の画素信号の読み出し速度は、図６における場合よりも遅くなる。なお、図７において、冗長配線vslを含めた全ての画素信号線vslの間隔が水平方向において等間隔となるように配置されているため、画素信号線vslの間隔は、画素ピッチよりも狭くなっている。
【００６４】
＜冗長スイッチ６１の配置例＞
図８乃至図１１は、画素アレイ部１１内における冗長スイッチ６１の配置例を示している。
【００６５】
図８は、冗長スイッチ６１の第１配置例を示している。
【００６６】
図８の第１配置例では、画素アレイ部１１内の所定の場所に、画素回路を有する画素２１ではなく、画素２１R１が配置されている。画素２１R１は、画素回路を削除し、冗長スイッチ６１を配置した画素である。
【００６７】
この第１配置例では、画素２１Rは画素信号を生成できないため、欠陥画素となるが、飛び飛びの点欠陥となるので、断線を救済しない場合の線欠陥と比較すること目立ちにくく、補正もしやすくなる。
【００６８】
図９は、冗長スイッチ６１の第２配置例を示している。
【００６９】
図９の第２配置例では、画素アレイ部１１内の所定の場所に、画素２１R２が配置されている。画素２１R２は、他の画素２１と同じ画素回路と、冗長スイッチ６１とを有する画素である。
【００７０】
この第２配置例によれば、冗長機能を実現しながら、画素２１R２においても、他の画素２１と同じように、画素信号を出力することができる。画素２１R２は、理想的には、冗長スイッチ６１を持たない画素２１と同じ受光特性をもつことが望ましいが、冗長スイッチ６１を配置したことにより、開口領域が狭くなり、受光特性が低下する場合もある。しかしながら、後段の信号処理回路１６において、感度補正処理を実行することが可能であるので、第１配置例の点欠陥よりもダメージが少ない。
【００７１】
なお、図９は、画素アレイ部１１の複数の画素２１のなかの一部の画素２１に対して、冗長スイッチ６１を追加的に設けるようにしたが、画素アレイ部１１の全ての画素２１に、冗長スイッチ６１を設けるようにしてもよい。この場合、画素２１の対称性が向上するため、各画素２１の特性の均一性が高まる。
【００７２】
図１０は、冗長スイッチ６１の第３配置例を示している。
【００７３】
図１０の第３配置例では、画素アレイ部１１内の画素２１を配列した画素行とは異なる場所に、冗長スイッチ６１を配置した画素７５の専用の行である冗長スイッチ行７６が設けられている。換言すれば、垂直方向に異なる２つの画素行の間に、冗長スイッチ行７６が設けられている。
【００７４】
この第３配置例によれば、冗長スイッチ行７６は、冗長スイッチ６１と、その駆動信号線drlを配置するのに必要な回路面積で足りるため、画素７５の垂直方向の幅を、画素２１よりも小さくすることができるので、画素特性への影響を抑えることができる。
【００７５】
図１１は、冗長スイッチ６１の第４配置例を示している。
【００７６】
上述した第１乃至第３配置例はいずれも、冗長スイッチ６１と、その駆動信号線drlを、画素アレイ部１１内に配置した例であったが、図１１の第４配置例では、冗長スイッチ６１と、その駆動信号線drlが、画素アレイ部１１の外側に配置されている。より具体的には、画素信号線vslの両端側となる、画素アレイ部１１の垂直方向の外側に、冗長スイッチ６１と、その駆動信号線drlとを配置した冗長スイッチ行７６が配置されている。
【００７７】
この第４配置例によれば、冗長スイッチ６１と、その駆動信号線drlの配置が、光電変換領域が形成される各画素２１の半導体層に影響を与えることがないので、冗長スイッチ６１の配置による画質の低下はない。ただし、断線救済時の迂回のパスが長くなるため、読み出し時間が長くなる場合がある。
【００７８】
＜冗長スイッチ６１の配置例＞
１本の画素信号線vslと、冗長配線vslとを接続する冗長スイッチ６１および駆動信号線drlの個数ｋは、２以上の整数としたが、ｋの個数は、固体撮像装置の要求仕様、例えば、救済時の読み出し速度の低下の程度と、画質への影響を考慮し、適宜決定することができる。
【００７９】
図１２のA乃至Cは、画素信号線vsl1_1と冗長配線vsl1_rとの間の冗長スイッチ６１および駆動信号線drlの個数ｋの値を変えた場合の迂回パスの例を示している。
【００８０】
図１２のA乃至Cでは、画素信号線vsl1_1に断線不良が発生した例を示しており、断線不良の場所がADC２３に近い場所８１付近の画素２１Cの画素信号を伝送する場合と、断線不良の場所がADC２３から遠い場所８２付近の画素２１Dの画素信号を伝送する場合の例を示している。
【００８１】
図１２のAは、冗長スイッチ６１および駆動信号線drlの個数ｋ＝２とした場合の迂回パスの例を示している。
【００８２】
冗長スイッチ６１および駆動信号線drlの個数を２個とした場合には、冗長スイッチ６１_111および冗長スイッチ６１_121が、画素列の両端側に配置される。
【００８３】
断線不良がADC２３に近い場所８１付近の画素２１C、および、ADC２３から遠い場所８２付近の画素２１Dのいずれの画素信号の迂回パスも、冗長スイッチ６１_111と冗長スイッチ６１_121とを通るパスとなる。
【００８４】
即ち、画素２１Cの画素信号は、迂回パス９１を通ってADC２３へ出力され、画素２１Dの画素信号は、迂回パス９２を通ってADC２３へ出力される。断線不良がADC２３に近い場所８１付近の画素２１Cでは、画素信号が、かなり長い経路を通ってADC２３へ供給されるため、読み出し時間の低下が大きくなる。
【００８５】
図１２のBは、冗長スイッチ６１および駆動信号線drlの個数ｋ＝３とした場合の迂回パスの例を示している。
【００８６】
冗長スイッチ６１および駆動信号線drlの個数を３個とした場合には、冗長スイッチ６１_111および６１_131が、画素列の両端側に配置され、冗長スイッチ６１_121が、画素列の中央部に配置される。
【００８７】
断線不良がADC２３から遠い場所８２付近の画素２１Dの画素信号の迂回パス９４は、図１２のAの迂回パス９２と同様である。
【００８８】
一方、断線不良がADC２３に近い場所８１付近の画素２１Cの画素信号の迂回パス９３は、冗長スイッチ６１_121と冗長スイッチ６１_131とを通るパスとなり、図１２のAの迂回パス９１よりも、読み出し時間の低下を軽減することができる。
【００８９】
図１２のCは、冗長スイッチ６１および駆動信号線drlの個数ｋ＝５とした場合の迂回パスの例を示している。
【００９０】
冗長スイッチ６１および駆動信号線drlの個数を５個とした場合には、冗長スイッチ６１_111および６１_151が画素列の両端側に配置され、冗長スイッチ６１_121乃至６１_141が、画素列の内側に等間隔に配置される。
【００９１】
断線不良がADC２３に近い場所８１付近の画素２１Cの画素信号の迂回パス９５は、冗長スイッチ６１_141と冗長スイッチ６１_151とを通るパスとなり、図１２のBの迂回パス９３よりも、さらに、読み出し時間の低下を軽減することができる。
【００９２】
断線不良がADC２３から遠い場所８２付近の画素２１Cの画素信号の迂回パス９６は、冗長スイッチ６１_121と冗長スイッチ６１_151とを通るパスとなり、図１２のAおよびBの迂回パス９２および９４よりも、さらに、読み出し時間の低下を軽減することができる。
【００９３】
このように、１本の画素信号線vslと冗長配線vslとを接続する冗長スイッチ６１および駆動信号線drlの個数ｋを大きくし、迂回パスをより多く設けるほど、読み出し時間の低下を軽減することができるが、一方で、冗長スイッチ６１および駆動信号線drlの配置密度が高くなる。したがって、ｋの個数は、固体撮像装置の要求仕様、例えば、救済時の読み出し速度の低下の程度と、画質への影響を考慮して、決定する必要がある。
【００９４】
なお、図１１に示した冗長スイッチ６１の第４配置例は、図１２のAの迂回パスに限定される。図８乃至図１０の冗長スイッチ６１の第１乃至第３配置例は、図１２のBおよびCの迂回パスが可能である。
【００９５】
＜定電流源回路の配置例＞
冗長配線vslを用いて迂回パスを使用する場合、冗長配線vslの容量負荷が増えるため、負荷容量が、冗長配線vslを使わない場合と比較して、約２倍と大きくなる。そのため、図１３に示されるように、画素信号線vslと同様に、冗長配線vslにも定電流源回路２２を設けることができる。すなわち、画素信号線vslと冗長配線vslのそれぞれに、定電流源回路２２が接続されている構成とすることができる。冗長配線vslにも定電流源回路２２を接続することで、充放電する能力を増強し、読み出し時間の増加（遅延）を抑制することができる。
【００９６】
＜４．固体撮像装置全体の構成例＞
図１４は、図４乃至図１３を参照して説明した第１の冗長回路を備える固体撮像装置であって、本技術を適用した固体撮像装置の構成例を示すブロック図である。
【００９７】
図１４の固体撮像装置１００は、図１の固体撮像装置１と同様に、画素アレイ部１１、ADC部１２、タイミング制御部１３、画素駆動回路１４、参照信号生成部１５、信号処理回路１６、および、IF部１７を有する。なお、図１４では、タイミング制御部１３と参照信号生成部１５の図示が省略されている。
【００９８】
また、固体撮像装置１００は、図１の固体撮像装置１と比較して、記憶部としてのROM（Read Only Memory）１１１と、冗長制御回路１１２とをさらに備える。
【００９９】
換言すれば、固体撮像装置１００は、図４乃至図１３を参照して説明した構成と、ROM１１１と、冗長制御回路１１２とを備える点を除いて、図１の固体撮像装置１と同様に構成されている。
【０１００】
ROM１１１には、固体撮像装置１００の出荷前検査において検出された配線不良の箇所および、その配線不良を救済するためのリカバリ情報が記憶されている。リカバリ情報としては、具体的には、配線不良の箇所に起因して、どこの画素２１の画素信号をADC２３に出力する場合、どの冗長スイッチ６１をオンさせればよいかが、記憶されている。リカバリ情報の生成については、図２３を参照して後述する。
【０１０１】
冗長制御回路１１２は、ROM１１１に記憶されているリカバリ情報を読み出し、リカバリ情報に基づいて、画素アレイ部１１内の所定の冗長スイッチ６１を駆動する。すなわち、冗長制御回路１１２は、リカバリ情報に基づいて、所定の冗長スイッチ６１を所定のタイミングでオンさせる。冗長制御回路１１２は、画素駆動回路１４の一部として組み込んで構成してもよい。
【０１０２】
信号処理回路１６は、点欠陥となったり、感度が低下した画素２１（以下、欠陥補正対象画素と称する。）を補正する信号補正処理を実行することができる。例えば、信号処理回路１６は、欠陥補正対象画素の隣接の画素２１の画素値を用いて補正したり、欠陥補正対象画素の隣接の画素２１と同程度の感度となるように係数をかける処理を行う。
【０１０３】
＜５．駆動信号線への適用＞
上述した例では、画素信号を伝送する画素信号線vslの断線不良を救済するため、冗長な画素信号線vsl（冗長配線vsl）を設けた例について説明したが、画素駆動回路１４から各画素２１の画素回路へ供給される駆動信号を伝送する駆動信号線hslについても、同様に適用できる。すなわち、駆動信号線hslの断線不良を救済するため、ｎ本の駆動信号線hslに対して、１本の冗長な駆動信号線hsl（冗長配線hsl）を設け、１本の冗長配線hslと、ｎ本の駆動信号線hslそれぞれとの間に、駆動信号線hslと冗長配線hslとを接続する１本以上の冗長スイッチ６１を設けることができる。これにより、冗長回路のオーバーヘッドを少なくし、駆動信号線hslの断線不良を救済する。すなわち、少ない冗長性で、配線不良を救済することができる。
【０１０４】
＜６．第２の冗長回路の構成例＞
次に、第２の冗長回路の構成について説明する。
【０１０５】
図１５は、本技術を適用した回路構成である第２の冗長回路の概念図である。
【０１０６】
図１５の回路では、画素アレイ部１１に配置された画素信号線vslの一方の端部、図中の下側（以下では、南側と称する。）に、画素信号線vslと１対１にADC２３が設けられるとともに、画素信号線vslの南側と反対側（以下では、北側と称する。）の端部に、複数本の画素信号線vslに対して１個のMUX（マルチプレクサ）１５１とADC１５２（以下、冗長ADC１５２と称する。）が設けられている。
【０１０７】
図１の固体撮像装置の基本構成では、ADC２３が、画素信号線vslと１対１に設けられていた。したがって、換言すれば、図１５の回路では、複数本の画素信号線vslを１グループとして、１グループにつき、１個のMUX１５１と冗長ADC１５２が冗長に設けられた構成となっている。図１５の例では、１グループが４本の画素信号線vslとされ、４本の画素信号線vslごとに、１個のMUX１５１と冗長ADC１５２が設けられている。１個のMUX１５１と冗長ADC１５２は、それに接続される４本の画素信号線vslの断線不良を救済する冗長回路である。
【０１０８】
図１６は、１グループの画素信号線とADCの構成例を示している。
【０１０９】
MUX１５１は、４本の画素信号線vslのいずれかを選択する選択部であり、選択された所定の１本の画素信号線vslと、冗長ADC１５２とを接続する。ここで、１個のMUX１５１に接続された４本の画素信号線vslのそれぞれを、画素信号線vsl1乃至vsl4と区別する。冗長ADC１５２は、ADC２３と同様に構成される。
【０１１０】
１個のMUX１５１に接続された４本の画素信号線vsl1乃至vsl4に断線不良が発生しない場合、４本の画素信号線vsl1乃至vsl4それぞれに接続された画素２１の画素信号は、画素信号線vsl1乃至vsl4のいずれかに接続されたADC２３に供給され、AD変換される。
【０１１１】
一方、例えば、図１６に示されるように、画素信号線vsl2の所定の箇所１６１（以下、断線箇所１６１と称する。）で断線が発生したとする。この場合、画素信号線vsl2に接続されている複数の画素２１のうち、断線箇所１６１とADC２３との間にある画素２１（例えば、画素２１E）の画素信号は、ADC２３へ出力することができるが、断線箇所１６１より北側にある画素２１（例えば、画素２１F）の画素信号は、ADC２３へ出力することができない。
【０１１２】
そこで、MUX１５１は、４本の画素信号線vsl1乃至vsl4のうち、画素信号線vsl2を選択し、選択した画素信号線vsl2と冗長ADC１５２とを接続する。これにより、断線箇所１６１より北側にある画素２１（例えば、画素２１F）の画素信号は、冗長ADC１５２へ出力することができ、冗長ADC１５２でAD変換することができる。その結果、１グループを構成する４本の画素信号線vsl1乃至vsl4に接続されている全ての画素２１の画素信号の取得が可能となる。
【０１１３】
なお、画素信号の高速読み出しを可能とする固体撮像装置では、図１７に示されるように、１個の画素列に対して２個のADC２３を設ける構成もある。
【０１１４】
即ち、図１７は、図１とは異なる固体撮像装置の基本構成例のADCに関する配置例を示している。
【０１１５】
図１７では、１個の画素列に対して２本の画素信号線vslが設けられるとともに、南側と北側のそれぞれにADC２３が配置されている。以下では、画素信号線vslの南側に接続されているADC２３をADC２３Aと称し、北側に接続されているADC２３をADC２３Bと称する。１個の画素列に設けられた２本の画素信号線vslを用いて、例えば、南北方向の中間点から、南側半分の各画素２１の画素信号は、南側のADC２３Aに供給されてAD変換され、北側半分の各画素２１の画素信号は、北側のADC２３Bに供給されてAD変換されることにより、画素信号の高速読み出しが可能となる。
【０１１６】
図１８は、図１７に示したように１個の画素列に対して南北に２個のADC２３（ADC２３AおよびADC２３B）が配置される基本構成に対して、第２の冗長回路を適用した概念図である。
【０１１７】
図１８では、画素信号線vslの南側に配置される４個のADC２３Aに対して、１個のMUX１５１Aと冗長ADC１５２Aが冗長に設けられるとともに、画素信号線vslの北側に配置される４個のADC２３Bに対して、１個のMUX１５１Bと冗長ADC１５２Bが冗長に設けられている。換言すれば、北側と南側のADC２３それぞれについて、４個の画素列を１グループとして、１グループに１個のMUX１５１と冗長ADC１５２が設けられている。
【０１１８】
図１９は、１グループの画素信号線とADCの構成例を示している。
【０１１９】
図１９においては、南側の４個のADC２３Aに接続される４本の画素信号線vslを、画素信号線vsl1A乃至vsl4Aと区別し、北側の４個のADC２３Bに接続される４本の画素信号線vslを、画素信号線vsl1B乃至vsl4Bと区別する。
【０１２０】
南側に設けられたMUX１５１Aは、４本の画素信号線vsl1B乃至vsl4Bのいずれかを選択し、選択された画素信号線vsl1B乃至vsl4Bのいずれかと、冗長ADC１５２Aとを接続する。北側に設けられたMUX１５１Bは、４本の画素信号線vsl1A乃至vsl4Aのいずれかを選択し、選択された画素信号線vsl1A乃至vsl4Aのいずれかと、冗長ADC１５２Bとを接続する。冗長ADC１５２Aおよび１５２Bは、ADC２３（２３A,２３B）と同様に構成される。
【０１２１】
４本の画素信号線vsl1A乃至vsl4Aと、４本の画素信号線vsl1B乃至vsl4Bのいずれにも断線が発生していない場合、各画素列の南北方向の中間点から、南側半分の各画素２１の画素信号は、その画素２１が接続されている画素信号線vsl1A乃至vsl4Aのいずれかを用いて、南側のADC２３Aに供給されてAD変換される。また、各画素列の南北方向の中間点から、北側半分の各画素２１の画素信号は、その画素２１が接続されている画素信号線vsl1B乃至vsl4Bのいずれかを用いて、北側のADC２３Bに供給されてAD変換される。
【０１２２】
図２０は、南側のADC２３Aに画素信号が伝送される画素信号線vslで断線不良が発生した場合の制御例を示している。
【０１２３】
例えば、図２０に示されるように、画素信号線vsl2Aの所定の箇所１７１（以下、断線箇所１７１と称する。）で断線が発生したとする。この場合、画素信号線vsl2Aに接続されている複数の画素２１のうち、断線箇所１７１とADC２３Aとの間にある画素２１（例えば、画素２１G）の画素信号は、南側のADC２３Aへ出力することができるが、断線箇所１７１より北側にある画素２１（例えば、画素２１F）の画素信号は、南側のADC２３Aへ出力することができない。
【０１２４】
そこで、北側のMUX１５１Bは、４本の画素信号線vsl1A乃至vsl4Aのうち、画素信号線vsl2Aを選択し、選択した画素信号線vsl2Aと冗長ADC１５２Bとを接続する。これにより、断線箇所１７１より北側にある画素２１（例えば、画素２１H）の画素信号は、冗長ADC１５２Bへ出力することができ、冗長ADC１５２BでAD変換することができる。その結果、１グループを構成する４個の画素列の全ての画素２１の画素信号の取得が可能となる。
【０１２５】
図２１は、北側のADC２３Bに画素信号が伝送される画素信号線vslで断線不良が発生した場合の制御例を示している。
【０１２６】
例えば、図２１に示されるように、画素信号線vsl2Bの所定の箇所１７２（以下、断線箇所１７２と称する。）で断線が発生したとする。この場合、画素信号線vsl2Bに接続されている複数の画素２１のうち、断線箇所１７２とADC２３Bとの間にある画素２１（例えば、画素２１K）の画素信号は、北側のADC２３Bへ出力することができるが、断線箇所１７２より南側にある画素２１（例えば、画素２１J）の画素信号は、北側のADC２３Bへ出力することができない。
【０１２７】
そこで、南側のMUX１５１Aは、４本の画素信号線vsl1B乃至vsl4Bのうち、画素信号線vsl2Bを選択し、選択した画素信号線vsl2Bと冗長ADC１５２Aとを接続する。これにより、断線箇所１７２より南側にある画素２１（例えば、画素２１J）の画素信号は、冗長ADC１５２Bへ出力することができ、冗長ADC１５２BでAD変換することができる。その結果、１グループを構成する４個の画素列の全ての画素２１の画素信号の取得が可能となる。
【０１２８】
したがって、本技術を適用した第２の冗長回路によれば、少ない冗長性で、配線不良を救済することができる
【０１２９】
＜７．固体撮像装置全体の構成例＞
図２２は、図１８乃至図２１を参照して説明した第２の冗長回路を備える固体撮像装置であって、本技術を適用した固体撮像装置の構成例を示すブロック図である。
【０１３０】
図２２の固体撮像装置２００は、図１と同様に、複数の画素２１が行列状に配置された画素アレイ部１１と、各画素２１を駆動する画素駆動回路１４とを有する。画素アレイ部１１には、例えば、図１８に示したように、１個の画素列に対して２本の画素信号線vslが設けられている。
【０１３１】
画素アレイ部１１の南側と北側には、それぞれ、MUX部２１１、ADC部２１２、および、信号処理回路１６が配置されている。具体的には、画素アレイ部１１の南側に、MUX部２１１A、ADC部２１２A、および、信号処理回路１６Aが配置され、画素アレイ部１１の北側に、MUX部２１１B、ADC部２１２B、および、信号処理回路１６Bが配置されている。
【０１３２】
南側のMUX部２１１Aは、例えば、図１８に示した複数のMUX１５１Aにより構成される。南側のADC部２１２Aは、例えば、図１８に示した複数のADC２３Aと、複数の冗長ADC１５２Aとにより構成される。
【０１３３】
信号処理回路１６Aは、ADC部２１２Aに含まれるADC２３Aまたは冗長ADC１５２Aから出力される、AD変換後の画素データに対して各種のデジタル信号処理を行う。
【０１３４】
北側のMUX部２１１Bは、例えば、図１８に示した複数のMUX１５１Bにより構成される。北側のADC部２１２Bは、例えば、図１８に示した複数のADC２３Bと、複数の冗長ADC１５２Bとにより構成される。
【０１３５】
信号処理回路１６Bは、ADC部２１２Bに含まれるADC２３Bまたは冗長ADC１５２Bから出力される、AD変換後の画素データに対して各種のデジタル信号処理を行う。
【０１３６】
図２２の固体撮像装置２００は、さらに、ROM２２１、冗長制御回路２２２、データ選択部２２３、および、IF部１７を有する。
【０１３７】
ROM２２１には、固体撮像装置２００の出荷前検査において検出された配線不良の箇所および、その配線不良を救済するためのリカバリ情報が記憶されている。リカバリ情報としては、具体的には、配線不良の箇所に起因して、MUX部２１１Aの各MUX１５１Aにおいて、４本の画素信号線vsl1B乃至vsl4Bのどれと、冗長ADC１５２Aとを接続すればよいかを示す情報、および、MUX部２１１Bの各MUX１５１Bにおいて、４本の画素信号線vsl1A乃至vsl4Aのどれと、冗長ADC１５２Bとを接続すればよいかを示す情報が、記憶されている。ROM２２１に記憶されているリカバリ情報は、冗長制御回路２２２と、データ選択部２２３とに供給される。リカバリ情報の生成については、図２３を参照して後述する。
【０１３８】
冗長制御回路２２２は、ROM２２１に記憶されているリカバリ情報を読み出し、リカバリ情報に基づいて、MUX部２１１Aの各MUX１５１A、および、MUX部２１１Bの各MUX１５１Bを制御する。
【０１３９】
データ選択部２２３は、ROM２２１から取得したリカバリ情報に基づいて、信号処理回路１６Aから供給される画素データ、または、信号処理回路１６Bから供給される画素データのいずれか一方を選択して、IF部１７に出力する。
【０１４０】
例えば、図１９に示したように、４本の画素信号線vsl1A乃至vsl4Aと、４本の画素信号線vsl1B乃至vsl4Bのいずれにも断線が発生していない場合には、データ選択部２２３は、各画素列の南北方向の中間点から、南側半分の各画素２１の画素信号については、信号処理回路１６Aから供給される画素データを選択し、北側半分の各画素２１の画素信号については、信号処理回路１６Bから供給される画素データを選択する。
【０１４１】
また例えば、図２０に示したように、１本の画素信号線vsl2Aの断線箇所１７１で断線が発生した場合、データ選択部２２３は、断線箇所１７１とADC２３Aとの間にある画素２１（例えば、画素２１G）の画素データについては、ADC２３AでAD変換され、信号処理回路１６Aから供給される画素データを選択し、断線箇所１７１より北側にある画素２１（例えば、画素２１H）の画素データについては、冗長ADC１５２BでAD変換され、信号処理回路１６Bから供給される画素データを選択する。
【０１４２】
また例えば、図２１に示したように、１本の画素信号線vsl2Bの断線箇所１７２で断線が発生した場合、データ選択部２２３は、断線箇所１７２とADC２３Bとの間にある画素２１（例えば、画素２１K）の画素データについては、ADC２３BでAD変換され、信号処理回路１６Bから供給される画素データを選択し、断線箇所１７２より南側にある画素２１（例えば、画素２１J）の画素データについては、冗長ADC１５２AでAD変換され、信号処理回路１６Aから供給される画素データを選択する。
【０１４３】
したがって、所定の画素信号線vslに断線が発生した場合には、データ選択部２２３は、断線が発生した画素信号線vslに接続されているADC２３または冗長ADC１５２のいずれか一方の出力データを選択する。
【０１４４】
IF部１７は、データ選択部２２３から供給された画素データを、装置外へ出力する。
【０１４５】
なお、図２２では、タイミング制御部１３と参照信号生成部１５の図示が省略されている。
【０１４６】
図２２の固体撮像装置２００は、図１８に示した構成に対応する装置全体構成であるが、図１５に示した構成に対応する装置全体構成は、図２２の固体撮像装置２００のMUX部２１１Aを省略した構成で実現することができる。
【０１４７】
具体的には、南側のADC部２１２Aが、図１５の複数のADC２３により構成され、信号処理回路１６Aが、複数のADC２３から出力される、AD変換後の画素データに対して各種のデジタル信号処理を行う。北側のMUX部２１１Bが、図１５の複数のMUX１５１により構成され、ADC部２１２Bが、図１５の複数の冗長ADC１５２Bにより構成される。信号処理回路１６Bは、複数の冗長ADC１５２Bから出力される、AD変換後の画素データに対して各種のデジタル信号処理を行う。データ選択部２２３は、ROM２２１から取得したリカバリ情報に基づいて、信号処理回路１６Aから供給される画素データ、または、信号処理回路１６Bから供給される画素データのいずれか一方を選択して、IF部１７に出力する。
【０１４８】
図１５乃至図２２を参照して説明した第２の冗長回路によれば、４本の画素信号線vslごとに、１個のMUX１５１と冗長ADC１５２が設けることにより、断線不良が発生した場合であっても、断線不良を救済することができる。第２の冗長回路においては、冗長ADC１５２を使用した場合に、第１の冗長回路のように読み出し速度の低下や画質の低下は発生しない。
【０１４９】
なお、上述した例では、４本の画素信号線vslに対して１個の冗長ADC１５２を設けるようにしたが、１個の冗長ADC１５２に対する画素信号線vslの本数は、４本に限らず、任意に決定することができる。
【０１５０】
図２３のフローチャートを参照して、リカバリ情報を設定し、ROM２２１に記憶させるリカバリ情報設定処理について説明する。この処理は、例えば、固体撮像装置２００を製造する製造工程の出荷前検査で実行することができる。
【０１５１】
初めに、ステップＳ１１において、固体撮像装置２００は、検査用サンプルを被写体として、撮像を行う。
【０１５２】
ステップＳ１２において、画像処理装置は、固体撮像装置２００から出力された撮像画像を取得し、撮像画像の線欠陥不良の有無を検出する。線欠陥不良が有る場合、線欠陥不良の画素位置が特定される。線欠陥不良が無いと判断された場合には、リカバリ情報をROM２２１に記憶させる必要がないので、リカバリ情報設定処理は終了することができ、線欠陥不良が有ると判断された場合、次のステップＳ１３乃至Ｓ１７が実行される。
【０１５３】
ステップＳ１３において、画像処理装置は、線欠陥不良の画素２１を救済する可能性のあるMUX１５１の設定を特定する。
【０１５４】
ステップＳ１４において、固体撮像装置２００の冗長制御回路２２２は、外部からの制御信号に基づいて、線欠陥不良の画素２１を救済する可能性のあるMUX１５１を設定する。
【０１５５】
ステップＳ１５において、固体撮像装置２００は、検査用サンプルを被写体として、再度、撮像を行う。
【０１５６】
ステップＳ１６において、画像処理装置は、固体撮像装置２００から出力された撮像画像を取得し、撮像画像の線欠陥不良がなくなったかを判定する。
【０１５７】
ステップＳ１６で、撮像画像の線欠陥不良がまだなくなっていないと判定された場合、処理はステップＳ１３に戻され、上述したステップＳ１３乃至Ｓ１６が繰り返される。
【０１５８】
一方、ステップＳ１６で、撮像画像の線欠陥不良がなくなったと判定された場合、処理はステップＳ１７に進み、固体撮像装置２００は、リカバリ情報をROM２２１に書き込む。すなわち、固体撮像装置２００は、線欠陥不良が影響する画素位置および線欠陥不良になる画素２１を救済するMUX１５１の設定情報を、リカバリ情報として、ROM２２１に書き込み、リカバリ情報設定処理を終了する。
【０１５９】
図２４は、ROM２２１に記憶されたリカバリ情報を用いて撮像を行う撮像処理のフローチャートである。この処理は、例えば、固体撮像装置２００に電源が投入されたときに実行される。
【０１６０】
初めに、ステップＳ４１において、冗長制御回路２２２は、ROM２２１に記憶されているリカバリ情報を読み出す。
【０１６１】
ステップＳ４２において、固体撮像装置２００は、リカバリ情報に基づいて、MUX部２１１Aの各MUX１５１A、および、MUX部２１１Bの各MUX１５１Bを制御する。
【０１６２】
ステップＳ４３において、固体撮像装置２００は、撮像が指示されたか否かを判定し、撮像が指示されたと判定されるまで待機する。
【０１６３】
ステップＳ４３で、撮像が指示されたと判定された場合、処理はステップＳ４４に進み、固体撮像装置２００は、撮像を行い、撮像画像を生成して、撮像処理を終了する。この撮像により、画素２１で生成された画素信号が、ADC部２１２AまたはADC部２１２Bに供給される。配線不良がある画素信号線vslに接続された一部の画素２１の画素信号は、ADC部２１２Aの冗長ADC１５２AまたはADC部２１２Bの冗長ADC１５２Bに供給され、AD変換される。そして、信号処理回路１６Aまたは１６Bにおいて、必要に応じて所定の信号処理が実行された後、データ選択部２２３に供給される。データ選択部２２３は、ROM２２１から取得したリカバリ情報に基づいて、信号処理回路１６Aから供給される画素データ、または、信号処理回路１６Bから供給される画素データのいずれか一方を選択して、IF部１７に出力する。そして、IF部１７から装置外へ出力される。
【０１６４】
なお、図２３のリカバリ情報設定処理および図２４の撮像処理は、第２の冗長回路を有する固体撮像装置２００のリカバリ情報設定処理および撮像処理として説明したが、第１の冗長回路を有する固体撮像装置１００のリカバリ情報設定処理および撮像処理でも同様に実行することができる。
【０１６５】
＜８．イメージセンサの使用例＞
図２５は、上述した固体撮像装置１００または２００を用いたイメージセンサの使用例を示す図である。
【０１６６】
上述した冗長回路を備える固体撮像装置１００または２００を用いたイメージセンサは、例えば、以下のように、可視光や、赤外光、紫外光、X線等の光をセンシングする様々なケースに使用することができる。
【０１６７】
・ディジタルカメラや、カメラ機能付きの携帯機器等の、鑑賞の用に供される画像を撮影する装置
・自動停止等の安全運転や、運転者の状態の認識等のために、自動車の前方や後方、周囲、車内等を撮影する車載用センサ、走行車両や道路を監視する監視カメラ、車両間等の測距を行う測距センサ等の、交通の用に供される装置
・ユーザのジェスチャを撮影して、そのジェスチャに従った機器操作を行うために、TVや、冷蔵庫、エアーコンディショナ等の家電に供される装置
・内視鏡や、赤外光の受光による血管撮影を行う装置等の、医療やヘルスケアの用に供される装置
・防犯用途の監視カメラや、人物認証用途のカメラ等の、セキュリティの用に供される装置
・肌を撮影する肌測定器や、頭皮を撮影するマイクロスコープ等の、美容の用に供される装置
・スポーツ用途等向けのアクションカメラやウェアラブルカメラ等の、スポーツの用に供される装置
・畑や作物の状態を監視するためのカメラ等の、農業の用に供される装置
【０１６８】
＜９．電子機器への適用例＞
本技術は、固体撮像装置への適用に限られるものではない。即ち、本技術は、デジタルスチルカメラやビデオカメラ等の撮像装置や、撮像機能を有する携帯端末装置や、画像読取部に固体撮像装置を用いる複写機など、画像取込部（光電変換部）に固体撮像装置を用いる電子機器全般に対して適用可能である。固体撮像装置は、ワンチップとして形成された形態であってもよいし、撮像部と信号処理部または光学系とがまとめてパッケージングされた撮像機能を有するモジュール状の形態であってもよい。
【０１６９】
図２６は、本技術を適用した電子機器としての、撮像装置の構成例を示すブロック図である。
【０１７０】
図２６の撮像装置３００は、レンズ群などからなる光学部１０１、上述した固体撮像装置１００または２００の構成が採用される固体撮像装置（撮像デバイス）３０２、およびカメラ信号処理回路であるDSP(Digital Signal Processor)回路３０３を備える。また、撮像装置３００は、フレームメモリ３０４、表示部３０５、記録部３０６、操作部３０７、および電源部３０８も備える。DSP回路３０３、フレームメモリ３０４、表示部３０５、記録部３０６、操作部３０７および電源部３０８は、バスライン３０９を介して相互に接続されている。
【０１７１】
光学部３０１は、被写体からの入射光（像光）を取り込んで固体撮像装置３０２の撮像面上に結像する。固体撮像装置３０２は、光学部３０１によって撮像面上に結像された入射光の光量を画素単位で電気信号に変換して画素信号として出力する。この固体撮像装置３０２として、上述した固体撮像装置１００または２００、即ち、ｎ本の信号線に対して１本の冗長配線を備える第１の冗長回路、または、ｎ個のADCに対して１個の冗長ADCを備える第２の冗長回路を有する固体撮像装置を用いることができる。
【０１７２】
表示部３０５は、例えば、LCD(Liquid Crystal Display)や有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイ等の薄型ディスプレイで構成され、固体撮像装置３０２で撮像された動画または静止画を表示する。記録部３０６は、固体撮像装置３０２で撮像された動画または静止画を、ハードディスクや半導体メモリ等の記録媒体に記録する。
【０１７３】
操作部３０７は、ユーザによる操作の下に、撮像装置３００が持つ様々な機能について操作指令を発する。電源部３０８は、DSP回路３０３、フレームメモリ３０４、表示部３０５、記録部３０６および操作部３０７の動作電源となる各種の電源を、これら供給対象に対して適宜供給する。
【０１７４】
上述したように、固体撮像装置３０２として、上述した冗長回路を有する固体撮像装置１００または２００を用いることで、固体撮像装置の歩留りを向上させることができ、以て、撮像装置の歩留りも向上させることができる。
【０１７５】
＜１０．内視鏡手術システムへの応用例＞
本開示に係る技術（本技術）は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、内視鏡手術システムに適用されてもよい。
【０１７６】
図２７は、本開示に係る技術（本技術）が適用され得る内視鏡手術システムの概略的な構成の一例を示す図である。
【０１７７】
図２７では、術者（医師）１１１３１が、内視鏡手術システム１１０００を用いて、患者ベッド１１１３３上の患者１１６３に手術を行っている様子が図示されている。図示するように、内視鏡手術システム１１０００は、内視鏡１１１００と、気腹チューブ１１１１１やエネルギー処置具１１１１２等の、その他の術具１１１１０と、内視鏡１１１００を支持する支持アーム装置１１１２０と、内視鏡下手術のための各種の装置が搭載されたカート１１２００と、から構成される。
【０１７８】
内視鏡１１１００は、先端から所定の長さの領域が患者１１６３の体腔内に挿入される鏡筒１１１０１と、鏡筒１１１０１の基端に接続されるカメラヘッド１１１０２と、から構成される。図示する例では、硬性の鏡筒１１１０１を有するいわゆる硬性鏡として構成される内視鏡１１１００を図示しているが、内視鏡１１１００は、軟性の鏡筒を有するいわゆる軟性鏡として構成されてもよい。
【０１７９】
鏡筒１１１０１の先端には、対物レンズが嵌め込まれた開口部が設けられている。内視鏡１１１００には光源装置１１２０３が接続されており、当該光源装置１１２０３によって生成された光が、鏡筒１１１０１の内部に延設されるライトガイドによって当該鏡筒の先端まで導光され、対物レンズを介して患者１１６３の体腔内の観察対象に向かって照射される。なお、内視鏡１１１００は、直視鏡であってもよいし、斜視鏡又は側視鏡であってもよい。
【０１８０】
カメラヘッド１１１０２の内部には光学系及び撮像素子が設けられており、観察対象からの反射光（観察光）は当該光学系によって当該撮像素子に集光される。当該撮像素子によって観察光が光電変換され、観察光に対応する電気信号、すなわち観察像に対応する画像信号が生成される。当該画像信号は、ＲＡＷデータとしてカメラコントロールユニット（ＣＣＵ：  Ｃａｍｅｒａ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）１１２０１に送信される。
【０１８１】
ＣＣＵ１１２０１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）やＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等によって構成され、内視鏡１１１００及び表示装置１１２０２の動作を統括的に制御する。さらに、ＣＣＵ１１２０１は、カメラヘッド１１１０２から画像信号を受け取り、その画像信号に対して、例えば現像処理（デモザイク処理）等の、当該画像信号に基づく画像を表示するための各種の画像処理を施す。
【０１８２】
表示装置１１２０２は、ＣＣＵ１１２０１からの制御により、当該ＣＣＵ１１２０１によって画像処理が施された画像信号に基づく画像を表示する。
【０１８３】
光源装置１１２０３は、例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）等の光源から構成され、術部等を撮影する際の照射光を内視鏡１１１００に供給する。
【０１８４】
入力装置１１２０４は、内視鏡手術システム１１０００に対する入力インタフェースである。ユーザは、入力装置１１２０４を介して、内視鏡手術システム１１０００に対して各種の情報の入力や指示入力を行うことができる。例えば、ユーザは、内視鏡１１１００による撮像条件（照射光の種類、倍率及び焦点距離等）を変更する旨の指示等を入力する。
【０１８５】
処置具制御装置１１２０５は、組織の焼灼、切開又は血管の封止等のためのエネルギー処置具１１１１２の駆動を制御する。気腹装置１１２０６は、内視鏡１１１００による視野の確保及び術者の作業空間の確保の目的で、患者１１６３の体腔を膨らめるために、気腹チューブ１１１１１を介して当該体腔内にガスを送り込む。レコーダ１１２０７は、手術に関する各種の情報を記録可能な装置である。プリンタ１１２０８は、手術に関する各種の情報を、テキスト、画像又はグラフ等各種の形式で印刷可能な装置である。
【０１８６】
なお、内視鏡１１１００に術部を撮影する際の照射光を供給する光源装置１１２０３は、例えばＬＥＤ、レーザ光源又はこれらの組み合わせによって構成される白色光源から構成することができる。ＲＧＢレーザ光源の組み合わせにより白色光源が構成される場合には、各色（各波長）の出力強度及び出力タイミングを高精度に制御することができるため、光源装置１１２０３において撮像画像のホワイトバランスの調整を行うことができる。また、この場合には、ＲＧＢレーザ光源それぞれからのレーザ光を時分割で観察対象に照射し、その照射タイミングに同期してカメラヘッド１１１０２の撮像素子の駆動を制御することにより、ＲＧＢそれぞれに対応した画像を時分割で撮像することも可能である。当該方法によれば、当該撮像素子にカラーフィルタを設けなくても、カラー画像を得ることができる。
【０１８７】
また、光源装置１１２０３は、出力する光の強度を所定の時間ごとに変更するようにその駆動が制御されてもよい。その光の強度の変更のタイミングに同期してカメラヘッド１１１０２の撮像素子の駆動を制御して時分割で画像を取得し、その画像を合成することにより、いわゆる黒つぶれ及び白とびのない高ダイナミックレンジの画像を生成することができる。
【０１８８】
また、光源装置１１２０３は、特殊光観察に対応した所定の波長帯域の光を供給可能に構成されてもよい。特殊光観察では、例えば、体組織における光の吸収の波長依存性を利用して、通常の観察時における照射光（すなわち、白色光）に比べて狭帯域の光を照射することにより、粘膜表層の血管等の所定の組織を高コントラストで撮影する、いわゆる狭帯域光観察（Ｎａｒｒｏｗ  Ｂａｎｄ  Ｉｍａｇｉｎｇ）が行われる。あるいは、特殊光観察では、励起光を照射することにより発生する蛍光により画像を得る蛍光観察が行われてもよい。蛍光観察では、体組織に励起光を照射し当該体組織からの蛍光を観察すること（自家蛍光観察）、又はインドシアニングリーン（ＩＣＧ）等の試薬を体組織に局注するとともに当該体組織にその試薬の蛍光波長に対応した励起光を照射し蛍光像を得ること等を行うことができる。光源装置１１２０３は、このような特殊光観察に対応した狭帯域光及び／又は励起光を供給可能に構成され得る。
【０１８９】
図２８は、図２７に示すカメラヘッド１１１０２及びＣＣＵ１１２０１の機能構成の一例を示すブロック図である。
【０１９０】
カメラヘッド１１１０２は、レンズユニット１１４０１と、撮像部１１４０２と、駆動部１１４０３と、通信部１１４０４と、カメラヘッド制御部１１４０５と、を有する。ＣＣＵ１１２０１は、通信部１１４１１と、画像処理部１１４１２と、制御部１１４１３と、を有する。カメラヘッド１１１０２とＣＣＵ１１２０１とは、伝送ケーブル１１４００によって互いに通信可能に接続されている。
【０１９１】
レンズユニット１１４０１は、鏡筒１１１０１との接続部に設けられる光学系である。鏡筒１１１０１の先端から取り込まれた観察光は、カメラヘッド１１１０２まで導光され、当該レンズユニット１１４０１に入射する。レンズユニット１１４０１は、ズームレンズ及びフォーカスレンズを含む複数のレンズが組み合わされて構成される。
【０１９２】
撮像部１１４０２は、撮像素子で構成される。撮像部１１４０２を構成する撮像素子は、１つ（いわゆる単板式）であってもよいし、複数（いわゆる多板式）であってもよい。撮像部１１４０２が多板式で構成される場合には、例えば各撮像素子によってＲＧＢそれぞれに対応する画像信号が生成され、それらが合成されることによりカラー画像が得られてもよい。あるいは、撮像部１１４０２は、３Ｄ（Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ）表示に対応する右目用及び左目用の画像信号をそれぞれ取得するための１対の撮像素子を有するように構成されてもよい。３Ｄ表示が行われることにより、術者１１１３１は術部における生体組織の奥行きをより正確に把握することが可能になる。なお、撮像部１１４０２が多板式で構成される場合には、各撮像素子に対応して、レンズユニット１１４０１も複数系統設けられ得る。
【０１９３】
また、撮像部１１４０２は、必ずしもカメラヘッド１１１０２に設けられなくてもよい。例えば、撮像部１１４０２は、鏡筒１１１０１の内部に、対物レンズの直後に設けられてもよい。
【０１９４】
駆動部１１４０３は、アクチュエータによって構成され、カメラヘッド制御部１１４０５からの制御により、レンズユニット１１４０１のズームレンズ及びフォーカスレンズを光軸に沿って所定の距離だけ移動させる。これにより、撮像部１１４０２による撮像画像の倍率及び焦点が適宜調整され得る。
【０１９５】
通信部１１４０４は、ＣＣＵ１１２０１との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部１１４０４は、撮像部１１４０２から得た画像信号をＲＡＷデータとして伝送ケーブル１１４００を介してＣＣＵ１１２０１に送信する。
【０１９６】
また、通信部１１４０４は、ＣＣＵ１１２０１から、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を受信し、カメラヘッド制御部１１４０５に供給する。当該制御信号には、例えば、撮像画像のフレームレートを指定する旨の情報、撮像時の露出値を指定する旨の情報、並びに／又は撮像画像の倍率及び焦点を指定する旨の情報等、撮像条件に関する情報が含まれる。
【０１９７】
なお、上記のフレームレートや露出値、倍率、焦点等の撮像条件は、ユーザによって適宜指定されてもよいし、取得された画像信号に基づいてＣＣＵ１１２０１の制御部１１４１３によって自動的に設定されてもよい。後者の場合には、いわゆるＡＥ（Ａｕｔｏ  Ｅｘｐｏｓｕｒｅ）機能、ＡＦ（Ａｕｔｏ  Ｆｏｃｕｓ）機能及びＡＷＢ（Ａｕｔｏ  Ｗｈｉｔｅ  Ｂａｌａｎｃｅ）機能が内視鏡１１１００に搭載されていることになる。
【０１９８】
カメラヘッド制御部１１４０５は、通信部１１４０４を介して受信したＣＣＵ１１２０１からの制御信号に基づいて、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御する。
【０１９９】
通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２から、伝送ケーブル１１４００を介して送信される画像信号を受信する。
【０２００】
また、通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２に対して、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を送信する。画像信号や制御信号は、電気通信や光通信等によって送信することができる。
【０２０１】
画像処理部１１４１２は、カメラヘッド１１１０２から送信されたＲＡＷデータである画像信号に対して各種の画像処理を施す。
【０２０２】
制御部１１４１３は、内視鏡１１１００による術部等の撮像、及び、術部等の撮像により得られる撮像画像の表示に関する各種の制御を行う。例えば、制御部１１４１３は、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を生成する。
【０２０３】
また、制御部１１４１３は、画像処理部１１４１２によって画像処理が施された画像信号に基づいて、術部等が映った撮像画像を表示装置１１２０２に表示させる。この際、制御部１１４１３は、各種の画像認識技術を用いて撮像画像内における各種の物体を認識してもよい。例えば、制御部１１４１３は、撮像画像に含まれる物体のエッジの形状や色等を検出することにより、鉗子等の術具、特定の生体部位、出血、エネルギー処置具１１１１２の使用時のミスト等を認識することができる。制御部１１４１３は、表示装置１１２０２に撮像画像を表示させる際に、その認識結果を用いて、各種の手術支援情報を当該術部の画像に重畳表示させてもよい。手術支援情報が重畳表示され、術者１１１３１に提示されることにより、術者１１１３１の負担を軽減することや、術者１１１３１が確実に手術を進めることが可能になる。
【０２０４】
カメラヘッド１１１０２及びＣＣＵ１１２０１を接続する伝送ケーブル１１４００は、電気信号の通信に対応した電気信号ケーブル、光通信に対応した光ファイバ、又はこれらの複合ケーブルである。
【０２０５】
ここで、図示する例では、伝送ケーブル１１４００を用いて有線で通信が行われていたが、カメラヘッド１１１０２とＣＣＵ１１２０１との間の通信は無線で行われてもよい。
【０２０６】
以上、本開示に係る技術が適用され得る内視鏡手術システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、カメラヘッド１１１０２の撮像部１１４０２に適用され得る。具体的には、撮像部１１４０２として、上述した固体撮像装置１００または２００を適用することができる。撮像部１１４０２に本開示に係る技術を適用することにより、撮像部１１４０２の歩留りを向上させることができ、以て、内視鏡手術システムの歩留りも向上させることができる。
【０２０７】
なお、ここでは、一例として内視鏡手術システムについて説明したが、本開示に係る技術は、その他、例えば、顕微鏡手術システム等に適用されてもよい。
【０２０８】
＜１１．移動体への応用例＞
本開示に係る技術（本技術）は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット等のいずれかの種類の移動体に搭載される装置として実現されてもよい。
【０２０９】
図２９は、本開示に係る技術が適用され得る移動体制御システムの一例である車両制御システムの概略的な構成例を示すブロック図である。
【０２１０】
車両制御システム１２０００は、通信ネットワーク１２００１を介して接続された複数の電子制御ユニットを備える。図２９に示した例では、車両制御システム１２０００は、駆動系制御ユニット１２０１０、ボディ系制御ユニット１２０２０、車外情報検出ユニット１２０３０、車内情報検出ユニット１２０４０、及び統合制御ユニット１２０５０を備える。また、統合制御ユニット１２０５０の機能構成として、マイクロコンピュータ１２０５１、音声画像出力部１２０５２、及び車載ネットワークＩ／Ｆ（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）１２０５３が図示されている。
【０２１１】
駆動系制御ユニット１２０１０は、各種プログラムにしたがって車両の駆動系に関連する装置の動作を制御する。例えば、駆動系制御ユニット１２０１０は、内燃機関又は駆動用モータ等の車両の駆動力を発生させるための駆動力発生装置、駆動力を車輪に伝達するための駆動力伝達機構、車両の舵角を調節するステアリング機構、及び、車両の制動力を発生させる制動装置等の制御装置として機能する。
【０２１２】
ボディ系制御ユニット１２０２０は、各種プログラムにしたがって車体に装備された各種装置の動作を制御する。例えば、ボディ系制御ユニット１２０２０は、キーレスエントリシステム、スマートキーシステム、パワーウィンドウ装置、あるいは、ヘッドランプ、バックランプ、ブレーキランプ、ウィンカー又はフォグランプ等の各種ランプの制御装置として機能する。この場合、ボディ系制御ユニット１２０２０には、鍵を代替する携帯機から発信される電波又は各種スイッチの信号が入力され得る。ボディ系制御ユニット１２０２０は、これらの電波又は信号の入力を受け付け、車両のドアロック装置、パワーウィンドウ装置、ランプ等を制御する。
【０２１３】
車外情報検出ユニット１２０３０は、車両制御システム１２０００を搭載した車両の外部の情報を検出する。例えば、車外情報検出ユニット１２０３０には、撮像部１２０３１が接続される。車外情報検出ユニット１２０３０は、撮像部１２０３１に車外の画像を撮像させるとともに、撮像された画像を受信する。車外情報検出ユニット１２０３０は、受信した画像に基づいて、人、車、障害物、標識又は路面上の文字等の物体検出処理又は距離検出処理を行ってもよい。
【０２１４】
撮像部１２０３１は、光を受光し、その光の受光量に応じた電気信号を出力する光センサである。撮像部１２０３１は、電気信号を画像として出力することもできるし、測距の情報として出力することもできる。また、撮像部１２０３１が受光する光は、可視光であっても良いし、赤外線等の非可視光であっても良い。
【０２１５】
車内情報検出ユニット１２０４０は、車内の情報を検出する。車内情報検出ユニット１２０４０には、例えば、運転者の状態を検出する運転者状態検出部１２０４１が接続される。運転者状態検出部１２０４１は、例えば運転者を撮像するカメラを含み、車内情報検出ユニット１２０４０は、運転者状態検出部１２０４１から入力される検出情報に基づいて、運転者の疲労度合い又は集中度合いを算出してもよいし、運転者が居眠りをしていないかを判別してもよい。
【０２１６】
マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で取得される車内外の情報に基づいて、駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置の制御目標値を演算し、駆動系制御ユニット１２０１０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車両の衝突回避あるいは衝撃緩和、車間距離に基づく追従走行、車速維持走行、車両の衝突警告、又は車両のレーン逸脱警告等を含むＡＤＡＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｄｒｉｖｅｒ  Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）の機能実現を目的とした協調制御を行うことができる。
【０２１７】
また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で取得される車両の周囲の情報に基づいて駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置等を制御することにより、運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
【０２１８】
また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で取得される車外の情報に基づいて、ボディ系制御ユニット１２０２０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で検知した先行車又は対向車の位置に応じてヘッドランプを制御し、ハイビームをロービームに切り替える等の防眩を図ることを目的とした協調制御を行うことができる。
【０２１９】
音声画像出力部１２０５２は、車両の搭乗者又は車外に対して、視覚的又は聴覚的に情報を通知することが可能な出力装置へ音声及び画像のうちの少なくとも一方の出力信号を送信する。図２９の例では、出力装置として、オーディオスピーカ１２０６１、表示部１２０６２及びインストルメントパネル１２０６３が例示されている。表示部１２０６２は、例えば、オンボードディスプレイ及びヘッドアップディスプレイの少なくとも一つを含んでいてもよい。
【０２２０】
図３０は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。
【０２２１】
図３０では、車両１２１００は、撮像部１２０３１として、撮像部１２１０１，１２１０２，１２１０３，１２１０４，１２１０５を有する。
【０２２２】
撮像部１２１０１，１２１０２，１２１０３，１２１０４，１２１０５は、例えば、車両１２１００のフロントノーズ、サイドミラー、リアバンパ、バックドア及び車室内のフロントガラスの上部等の位置に設けられる。フロントノーズに備えられる撮像部１２１０１及び車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部１２１０５は、主として車両１２１００の前方の画像を取得する。サイドミラーに備えられる撮像部１２１０２，１２１０３は、主として車両１２１００の側方の画像を取得する。リアバンパ又はバックドアに備えられる撮像部１２１０４は、主として車両１２１００の後方の画像を取得する。撮像部１２１０１及び１２１０５で取得される前方の画像は、主として先行車両又は、歩行者、障害物、信号機、交通標識又は車線等の検出に用いられる。
【０２２３】
なお、図３０には、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮影範囲の一例が示されている。撮像範囲１２１１１は、フロントノーズに設けられた撮像部１２１０１の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１２，１２１１３は、それぞれサイドミラーに設けられた撮像部１２１０２，１２１０３の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１４は、リアバンパ又はバックドアに設けられた撮像部１２１０４の撮像範囲を示す。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４で撮像された画像データが重ね合わせられることにより、車両１２１００を上方から見た俯瞰画像が得られる。
【０２２４】
撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、距離情報を取得する機能を有していてもよい。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、複数の撮像素子からなるステレオカメラであってもよいし、位相差検出用の画素を有する撮像素子であってもよい。
【０２２５】
例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を基に、撮像範囲１２１１１ないし１２１１４内における各立体物までの距離と、この距離の時間的変化（車両１２１００に対する相対速度）を求めることにより、特に車両１２１００の進行路上にある最も近い立体物で、車両１２１００と略同じ方向に所定の速度（例えば、０ｋｍ／ｈ以上）で走行する立体物を先行車として抽出することができる。さらに、マイクロコンピュータ１２０５１は、先行車の手前に予め確保すべき車間距離を設定し、自動ブレーキ制御（追従停止制御も含む）や自動加速制御（追従発進制御も含む）等を行うことができる。このように運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
【０２２６】
例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を元に、立体物に関する立体物データを、２輪車、普通車両、大型車両、歩行者、電柱等その他の立体物に分類して抽出し、障害物の自動回避に用いることができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車両１２１００の周辺の障害物を、車両１２１００のドライバが視認可能な障害物と視認困難な障害物とに識別する。そして、マイクロコンピュータ１２０５１は、各障害物との衝突の危険度を示す衝突リスクを判断し、衝突リスクが設定値以上で衝突可能性がある状況であるときには、オーディオスピーカ１２０６１や表示部１２０６２を介してドライバに警報を出力することや、駆動系制御ユニット１２０１０を介して強制減速や回避操舵を行うことで、衝突回避のための運転支援を行うことができる。
【０２２７】
撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、赤外線を検出する赤外線カメラであってもよい。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在するか否かを判定することで歩行者を認識することができる。かかる歩行者の認識は、例えば赤外線カメラとしての撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像における特徴点を抽出する手順と、物体の輪郭を示す一連の特徴点にパターンマッチング処理を行って歩行者か否かを判別する手順によって行われる。マイクロコンピュータ１２０５１が、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在すると判定し、歩行者を認識すると、音声画像出力部１２０５２は、当該認識された歩行者に強調のための方形輪郭線を重畳表示するように、表示部１２０６２を制御する。また、音声画像出力部１２０５２は、歩行者を示すアイコン等を所望の位置に表示するように表示部１２０６２を制御してもよい。
【０２２８】
以上、本開示に係る技術が適用され得る車両制御システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、撮像部１２０３１に適用され得る。具体的には、撮像部１２０３１として、上述した固体撮像装置１００または２００を適用することができる。撮像部１２０３１に本開示に係る技術を適用することにより、小型化しつつも、撮像部１２０３１の歩留りを向上させることができ、以て、車両制御システムの歩留りも向上させることができる。
【０２２９】
なお、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、本明細書に記載されたもの以外の効果があってもよい。
【０２３０】
なお、本技術は、以下の構成を取ることができる。
（１）
複数の画素が行列状に２次元配置された画素アレイ部と、
前記画素からの画素信号を伝送するｎ本の信号線に対して設けられる１本の冗長配線と、
前記１本の前記信号線と前記冗長配線とを接続する１以上の冗長スイッチと
を備える固体撮像装置。
（２）
前記１本の前記信号線と前記冗長配線とを接続する複数の前記冗長スイッチを備える
前記（１）に記載の固体撮像装置。
（３）
前記ｎ本の信号線と１本の冗長配線とが、１個の画素列に対して配置されている
前記（１）または（２）に記載の固体撮像装置。
（４）
前記ｎ本の信号線と１本の冗長配線とが、ｎ個の画素列に対して配置されている
前記（１）または（２）に記載の固体撮像装置。
（５）
前記画素アレイ部は、前記画素として、
入射された光を受光して光電変換し、前記画素信号を出力する画素回路を有する第１の画素と、
前記冗長スイッチを有する第２の画素と
を備える
前記（１）乃至（４）のいずれかに記載の固体撮像装置。
（６）
前記画素アレイ部は、前記画素として、
入射された光を受光して光電変換し、前記画素信号を出力する画素回路を有する第１の画素と、
前記画素回路と、前記冗長スイッチとを有する第２の画素と
を備える
前記（１）乃至（４）のいずれかに記載の固体撮像装置。
（７）
前記画素アレイ部の全ての前記画素は、
入射された光を受光して光電変換し、前記画素信号を出力する画素回路と、前記冗長スイッチとを有する
前記（１）乃至（４）のいずれかに記載の固体撮像装置。
（８）
前記画素アレイ部には、入射された光を受光して光電変換し、前記画素信号を出力する画素回路を有する前記画素が、行列状に２次元配置されており、
第１の画素行と第２の画素行との間に、前記冗長スイッチが配置されている行を備える
前記（１）乃至（４）のいずれかに記載の固体撮像装置。
（９）
前記画素アレイ部には、入射された光を受光して光電変換し、前記画素信号を出力する画素回路を有する前記画素が、行列状に２次元配置されており、
前記画素アレイ部の外側に、前記冗長スイッチが配置されている
前記（１）乃至（４）のいずれかに記載の固体撮像装置。
（１０）
前記信号線および前記冗長配線のそれぞれに、定電流源回路が接続されている
前記（１）乃至（９）のいずれかに記載の固体撮像装置。
（１１）
前記画素アレイ部の配線不良を救済するリカバリ情報を記憶する記憶部と、
前記リカバリ情報に基づいて、前記１以上の冗長スイッチを駆動する冗長制御回路と
をさらに備える
前記（１）乃至（１０）のいずれかに記載の固体撮像装置。
（１２）
複数の画素が行列状に２次元配置された画素アレイ部と、
前記画素アレイ部の前記画素が出力するアナログの画素信号をデジタルの前記画素信号に変換するADCと、
前記ADCと接続され、前記画素からの画素信号を前記ADCに伝送する信号線と、
複数の前記ADCごとに配置される、冗長ADCと、
複数の前記信号線のいずれかを選択し、選択された前記信号線と前記冗長ADCとを接続する選択部と
を備える固体撮像装置。
（１３）
前記ADCが、前記信号線と１対１に設けられ、
前記冗長ADCは、複数本の前記信号線に対して設けられている
前記（１２）に記載の固体撮像装置。
（１４）
前記画素アレイ部の配線不良を救済するリカバリ情報を記憶する記憶部と、
前記リカバリ情報に基づいて、前記選択部を制御するセレクタ制御部と
をさらに備える
前記（１２）または（１３）に記載の固体撮像装置。
（１５）
前記ADCまたは前記冗長ADCのいずれか一方の出力データを選択するデータ選択部をさらに備える
前記（１２）乃至（１４）のいずれかに記載の固体撮像装置。
（１６）
前記（１）乃至（１５）のいずれかに記載の固体撮像装置
を備える電子機器。
【符号の説明】
【０２３１】
１１  画素アレイ部，  １２  ADC部，  １３  AD変換部，  １４  画素駆動回路，  １６（１６A,１６B）  信号処理回路，  ２１  画素，  ２２  定電流源回路，  ２３  ADC，  ４１  コンパレータ（比較器），  ４２  アップダウンカウンタ，  drl  駆動信号線，  hsl  駆動信号線，  vsl  冗長配線，  vsl  画素信号線，  vsl  冗長配線，  ６１  冗長スイッチ，  ７５  画素，  ７６  冗長スイッチ行，  １００  固体撮像装置，  １１１  ROM，  １１２  冗長制御回路  １５１  MUX，  １５２  ADC，  ２００  固体撮像装置，  ２１１  MUX部，  ２１２  ADC部，  ２２１  ROM，  ２２２  冗長制御回路，  ２２３  データ選択部，  ３００  撮像装置，  ３０２  固体撮像装置
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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